JP2005237093A - Method and apparatus for inspecting ac servo motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば産業用ロボット等に用いられるACサーボモータの検査方法および検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection method and an inspection apparatus for an AC servo motor used for, for example, an industrial robot.
従来、産業用ロボットや各種加工機械等の駆動用に用いられるACサーボモータ(DCブラスレスサーボモータ)は、原点復帰動作が不要なことから、ステータに対するロータの絶対回転位置を検出するためのアブソリュート型のエンコーダを備えるものが普及している。 Conventionally, AC servo motors (DC brassless servo motors) used for driving industrial robots and various processing machines do not require an origin return operation, so they are absolute for detecting the absolute rotational position of the rotor relative to the stator. Those equipped with a type encoder are widespread.
そして、このようなエンコーダとしては、1回転中の位置を検出するためのパルスデータ(インクリメンタルパルス信号)を出力するだけでなく、ロータの絶対回転位置に関する情報(1回転中の位置および回転数)とともに、自身の異常状態を知らせるための情報をシリアル通信データとして出力するものが知られている。 Such an encoder not only outputs pulse data (incremental pulse signal) for detecting the position during one rotation, but also information on the absolute rotation position of the rotor (position and number of rotations during one rotation). In addition, there is known one that outputs information for notifying its own abnormal state as serial communication data.
例えば工場現場等において、このようなエンコーダを備えるACサーボモータに故障が発生した場合や故障の疑いがある場合には、一般的に、インクリメンタルパリス信号やシリアル通信データをオシロスコープや通信モニタ等により目視チェックし、不具合の把握や整備後の良否判定等を行なっている。 For example, when a failure occurs in an AC servo motor equipped with such an encoder at a factory site, or when there is a suspicion of failure, the incremental Paris signal or serial communication data is generally visually checked with an oscilloscope or a communication monitor. Checks are performed to identify defects and determine whether the product is good or bad after maintenance.
しかしながら、上記従来のACサーボモータの検査方法では、インクリメンタルパリス信号のチェックは比較的容易であるが、シリアル通信データはコード化された信号であるため、直接表示して目視チェックすると、判定ミスを発生したり、判定に時間を要したりするという問題がある。 However, in the conventional AC servo motor inspection method, it is relatively easy to check the incremental Paris signal, but serial communication data is a coded signal. There is a problem that it occurs or takes time for the determination.
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、エンコーダが出力するシリアル通信のコード化された信号に基づいて、不具合の把握や良否判定を速やかかつ高精度に行なうことが可能なACサーボモータの検査方法および検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and based on the serial communication coded signal output from the encoder, an AC servo capable of quickly grasping a defect and determining whether it is good or bad It is an object of the present invention to provide a motor inspection method and inspection apparatus.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明の検査方法では、
巻線されたステータ(11)に対し回転可能なロータ(12)の回転位置を検出するとともに、検出した位置情報および異常状態に関する情報をコード化された信号として出力するエンコーダ(13)を具備するACサーボモータ(10)の検査方法であって、
エンコーダ(13)から出力されたコード化された信号を、数値化された情報に変換する情報変換工程(S101)と、
情報変換工程で変換された数値化情報を表示する表示工程(S106)とを備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the inspection method of the invention according to
An encoder (13) that detects the rotational position of the rotor (12) that can rotate with respect to the wound stator (11) and outputs the detected position information and information on the abnormal state as a coded signal is provided. An inspection method for an AC servo motor (10),
An information conversion step (S101) for converting the coded signal output from the encoder (13) into digitized information;
And a display step (S106) for displaying the digitized information converted in the information conversion step.
これによると、表示工程(S106)において、位置情報だけでなく異常状態に関する情報も数値化した情報として表示することができる。したがって、不具合の把握や良否判定を速やかかつ高精度に行なうことができる。 According to this, in the display step (S106), not only the position information but also information relating to the abnormal state can be displayed as numerical information. Therefore, it is possible to quickly grasp the defect and determine whether the product is good or not with high accuracy.
また、請求項2に記載の発明の検査方法では、表示工程(S106)では、数値化情報を数値表示することを特徴としている。 In the inspection method according to the second aspect of the present invention, the digitized information is numerically displayed in the display step (S106).
これによると、表示が極めて容易であり、表示手段(32)を簡素化することが可能である。 According to this, the display is extremely easy, and the display means (32) can be simplified.
また、請求項3に記載の発明の検査方法では、情報変換工程(S101)を、外部回転駆動手段(40)によりロータ(12)を回転しつつ実行することを特徴としている。
The inspection method of the invention described in
これによると、表示工程(S106)において、エンコーダ(13)単体における異常状態に関する情報を数値化した情報として表示することができる。 According to this, in the display step (S106), it is possible to display information relating to the abnormal state of the encoder (13) alone as numerical information.
また、請求項4に記載の発明の検査方法では、情報変換工程(S101)を、ステータ(11)の巻線(11a、11b、11c)に給電してロータ(12)を回転しつつ実行することを特徴としている。 In the inspection method according to the fourth aspect of the invention, the information conversion step (S101) is performed while feeding the windings (11a, 11b, 11c) of the stator (11) and rotating the rotor (12). It is characterized by that.
これによると、ロータ(12)の回転位置とエンコーダ(13)との関係において異常状態に関する情報を数値化した情報として表示することができる。 According to this, it is possible to display information regarding the abnormal state as information obtained by quantifying the relationship between the rotational position of the rotor (12) and the encoder (13).
また、請求項5に記載の発明の検査方法では、情報変換工程(S101)を、外部回転駆動手段(40)によりロータ(12)を回転しつつ実行した後に、ステータ(11)の巻線(11a、11b、11c)に給電してロータ(12)を回転しつつ実行することを特徴としている。 In the inspection method according to the fifth aspect of the invention, the information conversion step (S101) is performed while rotating the rotor (12) by the external rotation driving means (40), and then the winding ( 11a, 11b, and 11c), and the rotor (12) is rotated and executed.
これによると、まず、エンコーダ(13)単体における異常状態に関する情報を数値化した情報として表示して、エンコーダ(13)の異常状態を確認した後に、ロータ(12)の回転位置とエンコーダ(13)との関係において異常状態に関する情報を数値化した情報として表示して、ロータ(12)の回転位置に応じた異常状態を確認することができる。 According to this, first, information regarding the abnormal state of the encoder (13) alone is displayed as numerical information, and after checking the abnormal state of the encoder (13), the rotational position of the rotor (12) and the encoder (13) are displayed. Thus, the information regarding the abnormal state can be displayed as numerical information, and the abnormal state corresponding to the rotational position of the rotor (12) can be confirmed.
また、請求項6に記載の発明の検査方法では、情報変換工程(S101)では、エンコーダ(13)からRS422規格で出力された前記コード化された信号を変換することを特徴としている。 In the inspection method according to the sixth aspect of the invention, in the information conversion step (S101), the encoded signal output from the encoder (13) in accordance with the RS422 standard is converted.
これによると、特に伝送速度および伝送距離において優れるRS422規格のシリアル通信データを出力するエンコーダ(13)を備えるACサーボモータ(10)の検査を速やかかつ高精度に行なうことができる。 According to this, it is possible to quickly and accurately inspect the AC servo motor (10) including the encoder (13) that outputs serial communication data of the RS422 standard that is excellent in transmission speed and transmission distance.
また、請求項7に記載の発明の検査装置では、
巻線されたステータ(11)に対し回転可能なロータ(12)の回転位置を検出するとともに、検出した位置情報および異常状態に関する情報をコード化された信号として出力するエンコーダ(13)を具備するACサーボモータ(10)の検査装置であって、
エンコーダ(13)から出力されたコード化された信号を、数値化された情報に変換する情報変換手段(31)と、
情報変換手段(31)で変換された数値化情報を表示する表示手段(32)とを備える
ことを特徴としている。
Moreover, in the inspection apparatus of the invention according to claim 7,
An encoder (13) that detects the rotational position of the rotor (12) that can rotate with respect to the wound stator (11) and outputs the detected position information and information on the abnormal state as a coded signal is provided. An inspection apparatus for an AC servo motor (10),
Information converting means (31) for converting the coded signal output from the encoder (13) into digitized information;
It is characterized by comprising display means (32) for displaying the digitized information converted by the information conversion means (31).
これによると、請求項1に記載のACサーボモータの検査方法を行なうことができる。
According to this, the inspection method for an AC servo motor according to
また、請求項8に記載の発明の検査装置では、表示手段(32)は、数値化情報を数値表示することを特徴としている。 In the inspection apparatus according to the eighth aspect of the present invention, the display means (32) displays the digitized information numerically.
これによると、請求項2に記載のACサーボモータの検査方法を行なうことができる。
According to this, the inspection method for an AC servo motor according to
また、請求項9に記載の発明の検査装置では、エンコーダ(13)からコード化された信号が出力されるときに、ロータ(12)を回転する外部回転駆動手段(40)を備えることを特徴としている。 The inspection apparatus according to claim 9 further includes an external rotation driving means (40) for rotating the rotor (12) when a coded signal is output from the encoder (13). It is said.
これによると、請求項3に記載のACサーボモータの検査方法を行なうことができる。
According to this, the inspection method for an AC servo motor according to
また、請求項10に記載の発明の検査装置では、エンコーダ(13)からコード化された信号が出力されるときに、ステータ(11)の巻線(11a、11b、11c)に給電してロータ(12)を回転する駆動回路(50)を備えることを特徴としている。 In the inspection apparatus according to the tenth aspect of the present invention, when the encoded signal is output from the encoder (13), power is supplied to the windings (11a, 11b, 11c) of the stator (11) and the rotor is supplied. A drive circuit (50) for rotating (12) is provided.
これによると、請求項4に記載のACサーボモータの検査方法を行なうことができる。 According to this, the inspection method for an AC servo motor according to claim 4 can be performed.
また、請求項11に記載の発明の検査装置では、
エンコーダ(13)からコード化された信号が出力されるときに、ロータ(12)を回転する外部駆動手段(40)と、
エンコーダ(13)からコード化された信号が出力されるときに、ステータ(11)の巻線(11a、11b、11c)に給電してロータ(12)を回転する駆動回路(50)とを備えることを特徴としている。
In the inspection apparatus according to the eleventh aspect,
An external drive means (40) for rotating the rotor (12) when a coded signal is output from the encoder (13);
A drive circuit (50) for supplying power to the windings (11a, 11b, 11c) of the stator (11) and rotating the rotor (12) when a coded signal is output from the encoder (13); It is characterized by that.
これによると、請求項5に記載のACサーボモータの検査方法を行なうことができる。
According to this, the inspection method for an AC servo motor according to
また、請求項12に記載の発明の検査装置のように、駆動回路(50)は、DC電源(51)、リレー(52)およびシーケンサ(53)を備える比較的シンプルな構成とすることができる。 Further, as in the inspection apparatus according to the twelfth aspect of the invention, the drive circuit (50) can have a relatively simple configuration including a DC power source (51), a relay (52), and a sequencer (53). .
また、請求項13に記載の発明の検査装置では、情報変換手段(31)は、エンコーダ(13)から出力されたRS422規格のコード化された信号を入力する機能を備えることを特徴としている。 In the inspection apparatus according to the thirteenth aspect of the invention, the information conversion means (31) has a function of inputting an RS422-standard coded signal output from the encoder (13).
これによると、請求項6に記載のACサーボモータの検査方法を行なうことができる。 According to this, the inspection method for an AC servo motor according to claim 6 can be performed.
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態におけるACサーボモータ10の検査装置の主要部概略構成を示すブロック図である。また、図2は、ACサーボモータ10のロータを外部から回転駆動する駆動モータ40の接続状態を示す模式図であり、図3は、ACサーボモータ10を駆動する駆動回路50の概略構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of main parts of an inspection apparatus for an
本実施形態における被検査体であるACサーボモータ10は、例えば、ロボットやNC工作機等に用いられるものである。図3に概略構成を模式的に示すように、ACサーボモータ10は、3相(U、V、W相)を形成するようにそれぞれ巻線されたコイル11a、11b、11cを有するステータ11と、多極(本例では8極)形成された永久磁石を有しステータ11内で回転するロータ12と、ロータ12の回転位置検出手段としてのエンコーダ13とを備えている。
An
本実施形態のエンコーダ13は、所謂アブソリュート型のエンコーダであって、ロータ12の回転軸12a(図1参照)に接続され、ロータ12の絶対回転位置を検出するとともに、検出した回転位置情報および自らの異常状態情報(故障等に関する情報)を出力するようになっている。
The
エンコーダ13からの情報は、回転パルス信号(回転方向を検出できるように所定の位相差を有するA相、B相信号)、および高速シリアル通信信号として出力される。この高速シリアル通信信号は、伝送速度および伝送距離の点において優れる米国電子工業会(EIA)RS422規格のコード化された信号として1ビット/μsの速度で出力され、84μs毎に、1回転中の回転位置データ、回転数データ、およびステータスデータ(異常状態データ)を、2つのデータ(1stデータおよび2ndデータ)として出力するようになっている。
Information from the
次に、本実施形態におけるACサーボモータの検査装置は、図1に示すパルスカウンタ20、信号解析装置30、図2に示す駆動モータ40、および図3に示す駆動回路50により構成されている。
Next, the AC servo motor inspection apparatus according to the present embodiment includes the
パルスカウンタ20は、ACサーボモータ10のエンコーダ13から出力される回転パルス信号が入力されるものであって、入力信号に基づいてモータ1回転のパルス数をチェックするカウント部21と、カウント部21がチェックしたA相、B相のカウント数を表示する表示部22とを備えている。また、パルスカウンタ20は、データレコーダや波形観測装置にカウント値やパルス波形データを出力する出力端子部23も備えている。
The
一方、信号解析装置30は、ACサーボモータ10のエンコーダ13から出力される高速シリアル通信信号が入力されるものであって、入力信号を解析するCPU等からなる解析部31と、解析部31が解析したデータを表示するLCD等からなる表示手段としての表示部32とを備えている。
On the other hand, the
駆動モータ40は、ACサーボモータ10のステータ11(図3参照)に給電することなく外部からロータ12(図3参照)を回転するための外部回転駆動手段としてのサーボモータであり、ロータ12を回転するときには、回転軸40aがカップリング41を介してACサーボモータ10の回転軸12aと接続されるようになっている。
The
また、駆動回路50は、給電源としてのDC電源51、DC電源51からの電流を切り替えるためのリレー52、およびリレー53の切替動作の制御手段としてのシーケンサ53により構成されている。シーケンサ53がリレー52を順次切替制御することにより、ステータ11のコイル11a、11b、11cへの通電波形が制御され、ロータ12がステータ11に対し所定の回転動作を行なうようになっている。
The
次に、上記構成に基づき本実施形態の検査装置の作動について説明する。 Next, the operation of the inspection apparatus of the present embodiment will be described based on the above configuration.
ACサーボモータ10を検査する場合には、まず、図2に示すように、駆動モータ40の回転軸40aとACサーボモータ10の回転軸12aとを接続して、駆動モータ40を作動させACサーボモータ10のロータ12(図3参照)を所定条件で回転させる。このとき、ステータ11のコイル11a、11b、11c(図3参照)には通電しない。
When inspecting the
このようにしつつエンコーダ13からの出力をパルスカウンタ20および信号解析装置30に入力して表示部22および表示部32の表示内容をチェックすることにより、エンコーダ13単体の異常の有無、異常内容を確認する。
In this way, the output from the
エンコーダ13に異常がない場合には、次に、駆動モータ40の回転軸40aとACサーボモータ10の回転軸12aとの接続を解除し、図3に示すように、駆動回路50をステータ11のコイル11a、11b、11cに結線してシーケンサ53を作動させ、ロータ12に所定の回転動作を行なわせる。
If there is no abnormality in the
このようにしつつエンコーダ13からの出力をパルスカウンタ20および信号解析装置30に入力して表示部22および表示部32の表示内容をチェックし、図示しない駆動回路50の位置モニタに表示されるロータ12の回転位置と比較し、ACサーボモータ10全体における異常の有無を確認する。
In this way, the output from the
要するに、まずエンコーダ13を単体検査し、正常であれば、次にエンコーダ13の絶対回転位置の基準とロータ12の回転位置基準とを合わせて、ロータ12とエンコーダ13との関係においてACサーボモータ10に異常がないか検査する。
In short, first, the
上記のような手順でACサーボモータ10の検査を行なう場合に、エンコーダ13からの高速シリアル通信信号を入力する信号解析装置30の解析部31の動作について説明する。図4は、解析部31の概略動作を示すフローチャートである。
The operation of the
図4に示すように、解析部31は、まず、高速シリアル通信信号を入力しシリアル通信のコード化された信号を変換して各ビット情報を数値化信号とする(ステップS101)。次に、この数値化信号を内部のシフトレジスタに順次取り込んで行く。解析部31は16MHzのビットクロックを内蔵しており、ビット情報を正確に読み取ることができる。
As shown in FIG. 4, the
解析部31は、シフトレジスタにおいて1stデータを検出するまでステップS101にリターンする。シフトレジスタにおいて1stデータを検出した場合には(ステップS102)、この1stデータを記憶領域にラッチする(ステップS103)。
The
ステップS103を実行したら、次に、シフトレジスタにおいて2ndデータを検出するまでステップS101にリターンする。このとき、ステップS102、S103は実行しない。シフトレジスタにおいて2ndデータを検出した場合には(ステップS104)、この2ndデータを記憶領域にラッチする(ステップS105)。 After step S103 is executed, the process returns to step S101 until 2nd data is detected in the shift register. At this time, steps S102 and S103 are not executed. When 2nd data is detected in the shift register (step S104), the 2nd data is latched in the storage area (step S105).
そして、解析部31はステップS103、S105でラッチした一対の1stデータおよび2ndデータに基づいて、表示部32にデータ表示する(ステップS106)。
The
表示部32には、例えば図5に示すように、位置データ表示領域33に1回転中の回転位置データを数値表示し、回転数データ領域34に積算回転数データを数値表示する。さらに、ステータスデータ領域35にステータスデータ(異常状態データ)を「0」、「1」で数値表示する。表示項目としては、例えば、システムダウン、オーバーフロー、バッテリーエラー、プリセット信号、カウントエラー等がある。
For example, as shown in FIG. 5, the
ステップS101が本実施形態における情報変換工程であり、ステップS106が本実施形態における表示工程である。また、解析部31が本実施形態における情報変換手段である。
Step S101 is an information conversion process in the present embodiment, and step S106 is a display process in the present embodiment. The
上述の構成および作動によれば、信号解析装置30の表示部32には、1回転中回転位置データ、回転数データおよび異常状態に関するデータを、数値表示することができる。したがって、不具合の把握や良否判定を速やか(例えば、約2分程度)かつ高精度に行なうことができる。
According to the above-described configuration and operation, the
また、表示部32は、数値化情報を数値表示できればよいので、表示部32をシンプルなものとすることができる。さらに、駆動回路50は、DC電源51、リレー52およびシーケンサ53により構成されるシンプルなものとすることができる。
Moreover, since the
したがって、本実施形態の検査装置は比較的小型化することが可能であり、例えば工場現場等において、検査装置をACサーボモータ搭載機器設置場所に搬送して、ACサーボモータの検査を速やかに行なうことができる。 Therefore, the inspection apparatus according to the present embodiment can be made relatively small. For example, the inspection apparatus is transported to a place where the AC servo motor is installed at a factory site to quickly inspect the AC servo motor. be able to.
また、信号解析装置30は、RS422規格の高速シリアル通信に対応しているので、伝送速度および伝送距離において優れるRS422規格のシリアル通信データを出力するエンコーダ13を備えるACサーボモータ10の検査を速やかかつ高精度に行なうことができる。
Further, since the
(他の実施形態)
上記一実施形態では、エンコーダ13から信号解析装置30の解析部31に入力する信号はRS422規格の1stデータと2ndデータとからなる一対の信号であったが、コード化された信号が入力されるものであればこれに限定されるものではない。例えば、RS232C規格の信号であってもよいし、1つのみもしくは3つ以上のデータを組み合わせて情報単位を形成するものであってもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the signals input from the
また、上記一実施形態では、エンコーダ13の単体検査を行なった後に、ACサーボモータ10の全体検査を行なっていたが、いずれかのみに本発明を適用するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the entire inspection of the
また、上記一実施形態では、被検査体は3相8極のACサーボモータであったが、被検査体の相数、極数はこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, the object to be inspected is a three-phase 8-pole AC servo motor. However, the number of phases and the number of poles of the object to be inspected are not limited thereto.
10 ACサーボモータ
11 ステータ
11a、11b、11c コイル(巻線)
12 ロータ
13 エンコーダ
30 信号解析装置
31 解析部(情報変換手段)
32 表示部(表示手段)
40 駆動モータ(外部回転駆動手段)
50 駆動回路
51 DC電源
52 リレー
53 シーケンサ
S101 情報変換工程
S106 表示工程
10
12
32 Display section (display means)
40 Drive motor (external rotation drive means)
50
Claims (13)
前記エンコーダ(13)から出力された前記コード化された信号を、数値化された情報に変換する情報変換工程(S101)と、
前記情報変換工程で変換された前記数値化情報を表示する表示工程(S106)とを備えることを特徴とするACサーボモータの検査方法。 An encoder (13) that detects the rotational position of the rotor (12) that can rotate with respect to the wound stator (11) and outputs the detected position information and information on the abnormal state as a coded signal is provided. An inspection method for an AC servo motor (10),
An information conversion step (S101) for converting the coded signal output from the encoder (13) into digitized information;
An AC servomotor inspection method comprising: a display step (S106) for displaying the digitized information converted in the information conversion step.
前記エンコーダ(13)から出力されたコード化された信号を、数値化された情報に変換する情報変換手段(31)と、
前記情報変換手段(31)で変換された前記数値化情報を表示する表示手段(32)とを備えることを特徴とするACサーボモータの検査装置。 An encoder (13) that detects the rotational position of the rotor (12) that can rotate with respect to the wound stator (11) and outputs the detected position information and information on the abnormal state as a coded signal is provided. An inspection apparatus for an AC servo motor (10),
Information converting means (31) for converting the coded signal output from the encoder (13) into digitized information;
An AC servo motor inspection apparatus comprising: display means (32) for displaying the digitized information converted by the information conversion means (31).
前記エンコーダ(13)からコード化された信号が出力されるときに、前記ステータ(11)の巻線(11a、11b、11c)に給電して前記ロータ(12)を回転する駆動回路(50)とを備えることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のACサーボモータの検査装置。 An external drive means (40) for rotating the rotor (12) when a coded signal is output from the encoder (13);
A drive circuit (50) for rotating the rotor (12) by supplying power to the windings (11a, 11b, 11c) of the stator (11) when a coded signal is output from the encoder (13). An AC servomotor inspection apparatus according to claim 7 or 8, characterized by comprising:
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