JPS62213537A

JPS62213537A - モ−タのロ−タ回転位置検出器

Info

Publication number: JPS62213537A
Application number: JP61055059A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Sakano; 哲朗坂野
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1987-09-19
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: US4827203A; WO1987005755A1; EP0273052A1; JP2568068B2; DE3782231D1; DE3782231T2; EP0273052B1; EP0273052A4

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、モータのロータ軸の回転位置を検出する回転
位置検出器に関するもので、特に、ロータ軸のアブソリ
ュート回転位置及び該モータの駆動１１ｉｌ制御用とし
てのロータ極位置に対応する位置信号を出力できる回転
位置検出器に関するものである。

従来の技術ＡＣサーボモータやステップモータを駆動する際、ロー
タの極位置に対応してステータの電流を制御する必要が
ある。このためにロータの極位置を検出し該位置を出力
する検出器が必要であるが、従来はこのロータの極位置
の検出を次のように行って来た。

（１）ロータの極数に等しい極数を持つシンクロ／レゾ
ルバを用いる方法。

（２）１回転に対して、ロータの極数に等しいか、また
はその２分の１のサイクル数のアブソリュート検出デー
タが出力できる検出器を用いる方法。

（３）位置検出器の１回転に対してアブソリュート検出
ができる検出器をギヤ等にてロータに結合し、ロータ１
回転に対し該検出器はロータの極数か、またはその２分
の１に等しい回転数だけ増速させて回転させる方法。

以上のような方法がとられており、そのため、モータ１
回転のアブソリュート検出が必要な場合、このような方
法による検出器ではアブソリュート位置が検出できない
ため、更に別な検出器を必要としていた。

発明が解決しようとする問題点上述したように、従来の検出器でｔよロータの極数に応
じて決まる１サイクル中におけるロータ極位置を検出し
出力するから、モータのロータ極数が変ると異なる検出
器を使う必要があり、検出器の種類が増えることにより
、設計、製造の両面で工数増大等の問題があった。また
、モータ１回転のアブソリュート検出が必要な場合、こ
れらの検出器では検出できないため、更に別の検出器を
使う必要があった。さらに、上記（３）の方法はギヤを
使うためギヤの摩耗やバックラッシュの問題があった。

そこで、本発明の目的は、モータの１回転のアブソリュ
ート検出ができると共に、モータのロータ極数の変化に
対しても、一部電気的回路のみを変更することにより、
容易に対応できる回転位置検出器を提供することにある
。

問題点を解決するための手段本願第１の発明は、モータのロータ軸に接続され、該ロ
ータ軸の１回転におけるアブソリュート位置を検出し出
力するアブソリュート形位置検出器と、該アブソリュー
ト形位置検出器からの出力信号から変換して上記モータ
の駆動制御用の該モータのロータ極位置に対応する位置
信号を出力するコード変換手段とを設けることによって
上記問題点を解決した。

さらに、第２の発明は、モータのロータ軸に接続され、
該ロータ軸の１回転におけるアブソリュート位置信号と
該ロータ軸の回転移動ｍに比例した数のインクリメン１
−パルスを出力する位置検出器と、該位置検出器からの
アブソリュート位置信号から変換して上記モータの駆動
制御用の該モータのロータ極位置に対応する位置信号を
出力するコード変換手段と、上記モータのロータ極数に
対応する１サイクル中に発生する上記インクリメントパ
ルス数を計数する毎にクリアされるカウンタとを設け、
上記カウンタは上記コード変換手段からの出力が電源投
入時初期値としてセットされ上記位置検出器からのイン
クリメントパルスを計数出力しその出力をモータ駆動制
御用の信号とすることによって上記問題点を解決した。

作　　用第１の発明においては、モータが駆動され、ロータ軸が
回転すると上記アブソリュー１〜形位置検出器からはロ
ータ軸のアブソリュート位置を出力する一方、上記コー
ド変換手段からはアブソリュート位置信号を変換して、
ロータの磁極数に対応した１サイクル、部ちロータの１
回転を磁極の極対数で等分し、それを１サイクル長とし
て、該１サイクル内におけるロータ位置を順次出力して
、該信号をモータのロータ同期用データとしてモータ駆
動制御信号として用いる。

又、第２の発明は、上記位置検出器から、モータのロー
タ軸のアブソリュート位置信号及び回転移動量に応じて
インクリメントパルスが出力される。一方、上記アブソ
リュート位置信号は上記コード変換手段でロータ極数に
対応する１サイクル内のロータ位置信号に変換され、電
源が投入されたとき、該変換されたロータ極数に応じた
１サイクル内でのロータ極位置が上記カウンタにセ゛ッ
トされると共に上記インクリメントパルスが該カウンタ
で計数される。該カウンタは上記ロータ極数に対応した
１サイクル内で発生する単位パルス数、叩らインクリメ
ントパルス数を計数するとクリアされ再び零から計数し
、１サイクル内の極位置を出力することになるから、こ
のカウンタの出力をモータのロータ同期用データとして
使用する。

実施例第１図は第１の発明の一実施例で、１はアブソリュート
形位置検出器で、従来のアブソリュート形位置検出器と
同一で光学式のものでも磁気式のものでも、どのような
タイプのアブソリュート位置検出器でもよい。２は該ア
ブソリュート形位置検出器の検出部、３はＡＣザーボモ
ータやステップモータのロータ軸に固着される検出器の
ロータ軸で、該ロータ軸３にはコード円板が固着され、
該コード円板にはアブソリュートコードが付されている
。モータのロータ軸が回転し検出器のロータ軸３が回転
しコード円板が回転すると、該コード円板により検出部
２が光学的又は磁気的にアブソリュートコードを読取り
、アブソリュート検出回路４より逐次モータのロータ軸
の位置、即ちアブソリュートデータａを出力することと
なる。

一方、該アブソリュート検出回路の出力であるアブソリ
ュートデータａはコード変換手段５に入力されコード変
換手段５では、該アブソリュートデータａをコード変換
し、上記ＡＣサーボモータ又はステップモータの駆動制
御用の信号、即ち該モータのロータ同期用データｂを出
力する。

ＡＣサーボモータやステップモータではロータのｖ７１
極とステータの巻線の相対位置に応じて駆動電流を制御
ばねばならず、そのため、ロータの極。

数が変われば、ステータの巻線とロータの磁極の相対位
置は変動しロータの極数に応じて、駆動電流制御用の信
号を得なければならない。この信号が上記ロータ同期用
データｂであり、このロータ同期用データｂをアブソリ
ュートデータａからコード変換するには論理回路でコー
ド変換する方法、演算回路で演算してコード変換する方
法、ＲＯＭでコード変換する方法が考えられるが、以下
、ＲＯＭを使ってコード変換する例を示す。

例えば、アブソリュート形位置検出器１からモータのロ
ータ軸１回転に対応してＯ〜２９のアブソリュートデー
タａが得られるとし、該モータのａ−少極数が６極とす
ればロータ同期用データｂは２極１サイクルとしてロー
タ軸１回転中３サイクルあり、各サイクルのロータ極位
置は３０／３＝１０のＯ〜９のコードとなる。そこで、
上記アブソリュート形位置検出器１からのアブソリュー
トデータａをＲＯＭのアドレスとして入力し、各７ドレ
スには各々対応する上記ロータ同期用データｂのＯ〜９
のコードを記憶させておき、ＲＯＭはアブソリュートデ
ータａが入力される毎に、このデータａに対応するアド
レスから記憶データを読出し、ロータ同期用データｂの
コードを出力するようにすればよい。

上記例にＪ３けるアブソリュートデータａと同期用デー
タｂの関係を示すと次のようになる。

アブソリュ　　　　　同期用ト・コード　　　　　コードＯ即ち、ＲＯＭのアドレスＯにはコード０が、アドレス１
にはコード１が、・・・、アドレス９にはコード９がア
ドレス１０にはコード０が、・・・、アドレス１９には
コード９が、アドレス２０にはコードＯが、・・・、ア
ドレス２９にはコード９が各々記憶され、ＲＯＭにアブ
ソリゴー１〜形位置検出器１からのアブソリュートデー
タＯ〜２９が入力されると該データの値に対応するアド
レスが指定され、該アドレスより対応するＯ〜９のロー
タ同期用コードが出力されることとなる。

以上のように、コード変換手段５にＲＯＭを用いた例を
示したが、該コード変換手段５を論理回路や演譚回路で
構成した場合には上述したようなコード変換を行うよう
にすればよい。その結果、モータのロータ軸のアブソリ
ュート位置はアブソリュートデータａにより検出でき、
又、ロータ同期用データｂはコード変換回路５より得る
ことができる。

第２図は第２の発明の一実施例のブロック図で、上記第
１図の第１の実施例と相違する点は、位置検出器６にモ
ータのロータ軸の移動量を検出するインクリメンタル検
出回路７をも設はインクリメンタルの検出パルスＣをも
出力できるようにした点及びゲート回路８、カウンタ９
を設けた点である。そして、上記第１の実施例と同じ構
成のものは同一符号を付している。

即ち、位置検出器６のインクリメンタル検出回路７から
はモータのロータ軸の回転移動ｍに比例した検出パルス
Ｃを出力し、アブソリュート検出回路４からは前述した
ようにロータ軸の１回転における位置を示すアブソリュ
ートデータａを出力する。一方、コード変換手段５は前
述したようにアブソリュートデータａを入力し、モータ
の極数で決まる極位置の１サイクル中の極位置を示すロ
ータ同期用データｂを出力するが、本実施例ではこのコ
ード変換手段５の出力はゲート回路８に入力され、截械
全体に電源が投入されたときモータ等を制御するＮＧ装
置等から出力されるセット指令ｄによりゲート回路８の
ゲートが開となり、コード変換手段５の出力データがこ
のヒツト指令ｄが出力されたときのみ初期値としてカウ
ンタ９にセットされるようになっている。又、該カウン
タ９はインクリメンタル論理回路７の出力である検出パ
ルスＣも入力され逐次計数し、その計数値を出力するよ
うになっており、該カウンタ９はロータ軸３が１回転す
ると出力する検出パルスＣの総数、即ちアブソリュート
位置の基準単位となる検出パルスＣの総数をモータの極
対数で割り、極位置の１サイクル中のパルス数を計数で
きるように設定されている。即ち、上記例のようにロー
タ軸３の１回転でＯ〜２９のアブソリュートコードを出
力する位置検出器であれば１回転の検出パルスＣの総数
は３０であり、極数は６極であり、１／３回転が極位置
に対する１ザイクルとなるから、上記カウンタ９はＯ〜
９まで計数し、９に達すると再び０となる十進カウンタ
を用いればよい。又、例えばロータ軸３の１回転で２０
００の検出パルスＣを出力する検出器で、モータの極数
が８極であればカウンタ９は５００　（＝２０００／４
）を計数し各々出力し、４９９に達すると次の検出パル
スＣでＯとなるカウンタ９を用いればよいこととなる。

そこで、本実施例の動作を述べると、電源が投入され制
御装置からセット指令ｄが出力されると、位置検出器６
のアブソリュート検出回路４から出力されるロータ軸３
のアブソリュート位置はコード変換手段５で極位置１サ
イクルに対するアブソリュート位置に変換され、このデ
ータがゲート回路８を介してカウンタ９に初期値として
セットされる。そして、インクリメンタル検出回路７の
出力である検出パルスが該カウンタ９に入力され計数さ
れるから、該カウンタ９の出力は極位置１サイクル内に
おける極位置が出力されロータ同期用のデータとして使
用されることとなる。一方、アブソリュート検出回路４
からはアブソリュートデータａが出力されるからロータ
軸３のアブソリュート位置も検出することができ、さら
にインクリメンタル検出回路７の検出パルスＣはロータ
軸の移８ｆｆｉとしてのインクリメンタル信号として使
用することかできる。

以上述べたように、この第２図に示す実施例は、カウン
タ９に電源投入時に、極位置の１サイクルに対する極位
置のアブソリュート位置がセットされ、以後は検出パル
スＣを計数し、〇−タ同期用データｂを得るようにして
、第１図の実施例と比較し、常にアブソリュート検出回
路４の出力を使用しないから、モータの回転が高速にな
ったときなど、アブソリュート検出回路４の検出誤差が
ロータ同期用データｂの誤差として生じることがなく正
確なロータ同期用データｂを得ることができる。

なお、モータのロータ磁極数が変ったときは、７Ｊ１図
で示す実施例においては、変更になったロータ磁極数に
応じたコード変換手段５すなわち上記例のＲＯＭを変換
するのみでよく、第２図に示す実施例においては、コー
ド変換器５とカウンタ９のみを変化するのみでよく、位
置検出器１．６を変える必要はない。

発明の効果本発明はモータのロータ軸に取付けた１つの位置検出器
によって、ロータ軸のアブソリュート位置、及び該モー
タを駆動制御するためのロータ同期用データも得ること
ができ、かつ、モータのロータ磁極数が変ってもアブソ
リュートデータからロータ同期用データへ変換するコー
ド変換手段等の電気的回路のみを変換するだけでよい。

そのため、ロボット等のダイレクトドライブ方式で使用
するモータに本発明のロータ位置検出器を用いれば、ダ
イレクトドライブ方式に必要なロータ軸のアブソリュー
ト位置を検出できると同時にモータ制御用のロータ同期
用データも得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例のブロック図、第２図は
第２の発明の一実施例のブロック図である。１・・・アブソリュート形位置検出器、２・・・検出部
、３・・・ロータ軸、４・・・アブソリュート検出回路
、５・・・コード変換手段、６・・・位置検出器、７・
・・インクリメンタル検出回路、８・・・ゲート回路、
９・・・カウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モータのロータ軸に接続され、該ロータ軸の１回
転におけるアブソリュート位置を検出し出力するアブソ
リユート形位置検出器と、該アブソリュート形位置検出
器からの出力信号から変換して上記モータの駆動制御用
の該モータのロータ極位置に対応する位置信号を出力す
るコード変換手段とを有することを特徴とするモータの
ロータ回転位置検出器。
（２）上記モータはＡＣサーボモータである特許請求の
範囲第１項記載のモータのロータ回転位置検出器。
（３）上記モータはステップモータである特許請求の範
囲第１項記載のモータのロータ回転位置検出器。
（４）モータのロータ軸に接続され、該ロータ軸の１回
転におけるアブソリュート位置信号と該ロータ軸の回転
移動量に比例した数のインクリメントパルスを出力する
位置検出器と、該位置検出器からのアブソリユート位置
信号から変換して上記モータの駆動制御用の該モータの
ロータ極位置に対応する位置信号を出力するコード変換
手段と、上記モータのロータ極数に対応する１サイクル
中に発生する上記インクリメントパルス数を計数する毎
に同じ計数値に戻る周期性カウンタとを有し、上記カウ
ンタは上記コード変換手段からの出力が電源投入時初期
値としてセットされ上記位置検出器からのインクリメン
トパルスを計数出力しその出力をモータ駆動制御用の信
号とするモータの回転位置検出器。
（５）上記モータはＡＣサーボモータである特許請求の
範囲第４項に記載のモータのロータ回転位置検出器。
（６）上記モータはステップモータである特許請求の範
囲第４項記載のモータのロータ回転位置検出器。