JPH087840Y2 - Servo motor origin positioning device - Google Patents

Servo motor origin positioning device

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JPH087840Y2
JPH087840Y2 JP1987154696U JP15469687U JPH087840Y2 JP H087840 Y2 JPH087840 Y2 JP H087840Y2 JP 1987154696 U JP1987154696 U JP 1987154696U JP 15469687 U JP15469687 U JP 15469687U JP H087840 Y2 JPH087840 Y2 JP H087840Y2
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JP
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counter
motor
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significant bit
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功 松田
忠士 市岡
孝裕 小林
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Meidensha Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、サーボモータの原点位置決め装置に係り、
特にインバータにより同期電動機の回転駆動制御を行な
うドライバ装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] A. Industrial Application Field The present invention relates to a home position locating device for a servo motor,
In particular, the present invention relates to a driver device that controls the rotational drive of a synchronous motor by an inverter.

B.考案の概要 同期電動機を用いたエンコーダのないサーボモータド
ライバにおいて、この同期電動機を駆動するインバータ
を制御するための正弦波出力波形を出力するROMに、カ
ウンタからの最上位ビットを出力して原点位置決め信号
としたことにより、ドライバー内にて原点信号を作るよ
うにした。
B. Outline of the device In a servo motor driver that does not use an encoder that uses a synchronous motor, the most significant bit from the counter is output to the ROM that outputs the sine wave output waveform for controlling the inverter that drives this synchronous motor. The origin signal is created in the driver by using the origin positioning signal.

C.従来の技術とその問題点 直線運動位置決め装置にあって、同期電動機(サーボ
モータ)(以下モータという)を用いてボールネジにて
回転を直線運動に変換する系においては、位置決め運転
をする前に機械原点を必ず決める必要があり、この機械
原点は最も簡単にはボールナットを有する移動台がリミ
ットスイッチを作動させるその位置に決められる。
C. Conventional technology and its problems In a linear motion positioning device, in a system that uses a synchronous motor (servo motor) (hereinafter referred to as a motor) to convert rotation to linear motion with a ball screw, before performing positioning operation. It is always necessary to determine the machine origin, which is most simply the position where the carriage with the ball nut actuates the limit switch.

この場合、ボールネジやボールナットは、精度が充分
高いのであるが、リミットスイッチは通常近接スイッチ
(非接触)等丈夫なことを第1条件としているので、精
度が良くない。
In this case, the ball screw and the ball nut have sufficiently high precision, but the limit switch is usually a proximity switch (non-contact) and is durable, so the precision is not good.

このため、第7図に示すように、モータ01にエンコー
ダ02を直結し、ボールネジ03に対して直線移動する移動
台04がリミットスイッチ05を作動させた後、回転エンコ
ーダ02のZ相信号(通常1回転に1パルス出力する信
号)の出力位置を原点として決め、この原点を起点とし
てエンコーダ02のA相、B相のパルスをカウントするよ
うにして位置決め精度を向上させている。
Therefore, as shown in FIG. 7, after the encoder 02 is directly connected to the motor 01 and the moving base 04 that linearly moves with respect to the ball screw 03 actuates the limit switch 05, the Z-phase signal of the rotary encoder 02 (normally Positioning accuracy is improved by determining the output position of a signal for outputting one pulse per rotation) as an origin, and counting the A phase and B phase pulses of the encoder 02 starting from this origin.

ところが、このエンコーダ02を用いることは、装置が
複雑で高価になり、またエンコーダは耐環境性に劣り、
また、エンコーダと制御装置とのケーブル接続ではノイ
ズを拾いやすいという問題もある。
However, the use of this encoder 02 makes the device complicated and expensive, and the encoder has poor environmental resistance,
In addition, there is a problem that noise is easily picked up in a cable connection between the encoder and the control device.

そこで、本考案は原点位置決めにエンコーダを用いる
ことなく、よって装置の複雑化を防止し耐環境性に富
み、またノイズの発生をも防止するようにしたサーボモ
ータの原点位置決め装置を提供する。
Therefore, the present invention provides an origin positioning device for a servo motor, which does not use an encoder for origin positioning, thereby preventing the device from becoming complicated and having excellent environmental resistance, and also preventing noise from being generated.

D.問題点を解決するための手段 上述の目的を達成する本考案は、発振出力を計数する
カウンタと、このカウンタに接続されこの計数出力にて
アドレス指定を行なうことで量子化されて記憶された正
弦波系を出力するROMと、このROMに基づく正弦波形を三
角波とを比較した出力により制御されてモータを制御す
るインバータとを有する回路において、上記カウンタか
ら上記ROMに、最上位ビット信号を出力するように接続
ラインを形成し、 駆動する機械に取付けられたリミットスイッチのオン
後の最初に最上位ビット信号の出力された位置を原点位
置として最上位ビット信号の出力によりモータの回転角
を決めることとした。
D. Means for Solving the Problems The present invention which achieves the above-mentioned object is a counter for counting the oscillation output, and a counter which is connected to this counter and which is quantized and stored by addressing with this count output. In a circuit having a ROM that outputs a sine wave system and an inverter that controls a motor by controlling a sine waveform based on this ROM by comparing the output with a triangular wave, the most significant bit signal is output from the counter to the ROM. A connection line is formed to output, and the position where the highest bit signal is output after turning on the limit switch attached to the driving machine is the origin position and the rotation angle of the motor is determined by the output of the highest bit signal. I decided to decide.

E.作用 リミットスイッチ作動後、カウンタの最上計数値を原
点に当てれば精確な原点位置決めが可能となる。
E. Action After the limit switch is activated, if the highest count value of the counter is applied to the origin, accurate origin positioning is possible.

F.実施例 ここで、第1図ないし第6図を参照して本考案の実施
例を説明する。
F. Embodiment An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.

第1図はこの考案の基礎となるPWM(パルス幅変調)
方式のインバータにて同期電動機を駆動する制御系統を
示している。
Figure 1 shows the PWM (Pulse Width Modulation) which is the basis of this invention.
The control system which drives a synchronous motor with the inverter of the system is shown.

交流電源を整流器1で整流した出力がパワートランジ
スタ式インバータ2の入力となり、このインバータ2で
作られた交流出力が回転界磁形の同期電動機3の電機子
巻線に印加される。
The output obtained by rectifying the AC power supply by the rectifier 1 becomes the input of the power transistor type inverter 2, and the AC output produced by the inverter 2 is applied to the armature winding of the rotating field type synchronous motor 3.

この場合、同期電動機3の構造は、第2図に示すよう
に回転子に永久磁石3aを内蔵した同期電動機であり、固
定子に電機子巻線3bを配置したものである。
In this case, the structure of the synchronous motor 3 is a synchronous motor in which a permanent magnet 3a is built in the rotor as shown in FIG. 2, and the armature winding 3b is arranged in the stator.

第1図に戻り、インバータ2はPWM制御装置4によっ
て制御される。この制御装置4において、発振器41は指
令部40からの周波数指令信号aに従った周波数で発振す
る。この発振出力は2つのカウンタ42,43にそれぞれ入
力されて計数される。
Returning to FIG. 1, the inverter 2 is controlled by the PWM control device 4. In the control device 4, the oscillator 41 oscillates at a frequency according to the frequency command signal a from the command unit 40. This oscillation output is input to and counted by two counters 42 and 43, respectively.

カウンタ42のディジタル計数出力は、ROMからなる正
弦波波形メモリ61,62,63のアドレス入力となる。これら
3つの波形メモリ61,62,63には同じ正弦波波形が量子化
されて記憶されている。ただし、各波形メモリ61,62,63
の記憶波形は120°ずつ位相がずれている。各波形メモ
リ61,62,63から読出されたディジタル出力はそれぞれD/
A変換器71,72,73でアナログの正弦波信号r,s,tに変換さ
れる。
The digital count output of the counter 42 becomes the address input of the sine wave waveform memories 61, 62, 63 composed of ROM. The same sine wave waveform is quantized and stored in these three waveform memories 61, 62 and 63. However, each waveform memory 61, 62, 63
The memory waveforms of are out of phase by 120 °. The digital output read from each waveform memory 61, 62, 63 is D /
The A converters 71, 72, 73 convert the analog sine wave signals r, s, t.

また、カウンタ43の計数出力は三角波波形メモリ64の
アドレス入力となる。このメモリ64のディジタル出力が
D/A変換器74でアナログ変換されることにより、三角波
信号dが得られる。
The count output of the counter 43 becomes an address input of the triangular wave waveform memory 64. The digital output of this memory 64
A triangular wave signal d is obtained by analog conversion in the D / A converter 74.

第3図に上述した正弦波信号r,s,tと三角波信号dの
関係を示している。これらの信号周波数は発振器41の周
波数に比例して変化する。ただしこの実施例において
は、三角波信号dの周波数が正弦波信号r,s,tの6倍の
周波数になるように設定されている。
FIG. 3 shows the relationship between the sine wave signals r, s, t and the triangular wave signal d described above. The frequency of these signals changes in proportion to the frequency of the oscillator 41. However, in this embodiment, the frequency of the triangular wave signal d is set to be 6 times the frequency of the sine wave signals r, s, t.

また、指令部40からの電圧指令信号cが各D/A変換器7
1,72,73のゲイン制御信号となり、正弦波信号r,s,tの振
幅がこの信号cによって制御される。
Further, the voltage command signal c from the command unit 40 is transmitted to each D / A converter 7
The gain control signal is 1,72,73, and the amplitude of the sine wave signals r, s, t is controlled by this signal c.

各正弦波信号r,s,tと三角波信号dはそれぞれ比較器8
1,82,83で比較され、第3図に示すような不等幅パルス
列が作られる。なお、第3図では正弦波信号rと三角波
信号dのみを示している。これら比較器81,82,83の出力
によってインバータ2が制御され、インバータ2の出力
電圧は第4図に示す正弦波近似のPWM信号となり、電動
器3に印加される。
The sine wave signals r, s, t and the triangular wave signal d are respectively compared by the comparator 8
1, 82 and 83 are compared, and a non-uniform width pulse train as shown in FIG. 3 is created. In FIG. 3, only the sine wave signal r and the triangular wave signal d are shown. The inverter 2 is controlled by the outputs of these comparators 81, 82, 83, and the output voltage of the inverter 2 becomes a PWM signal of a sine wave approximation shown in FIG. 4 and is applied to the electric motor 3.

インバータ2の各相の電圧出力は、1サイクルが6等
分され、6個の各位相区間P1〜P6に1つのパルスを含ん
だ6発の不等幅パルス列からなる正弦波近似信号とな
る。かつ、各相間で120°の位相差がある。
The voltage output of each phase of the inverter 2 is a sinusoidal approximation signal composed of 6 unequal width pulse trains in which one cycle is divided into six equal parts and one pulse is included in each of the six phase sections P1 to P6. Moreover, there is a phase difference of 120 ° between each phase.

この結果、第4図において、P1〜P6の各区間における
正弦波形の組合せが決まることになるので、その組合せ
の検出により回転子の回転位置を特定することができ
る。例えば、第5図に示すようにP1位置(第4図P1と対
応)をP2位置までθだけ位相を進める場合、第4図の区
間P1を区間P2の組合せに代えることにより回転磁界がθ
だけ進み、回転子がθだけ回転する。このようにして、
従来のエンコーダ無しで回転子の回転位置が検出可能と
なる。
As a result, in FIG. 4, the combination of the sine waveforms in each section of P1 to P6 is determined, so that the rotational position of the rotor can be specified by detecting the combination. For example, as shown in FIG. 5, when advancing the phase from the P 1 position (corresponding to P 1 in FIG. 4) to the P 2 position by θ, by replacing section P 1 in FIG. 4 with a combination of section P 2 The rotating magnetic field is θ
And the rotor rotates by θ. In this way,
The rotation position of the rotor can be detected without the conventional encoder.

つぎに、上述のエンコーダレスのサーボモータにあっ
て、原点位置決めについては第6図の構成を採る。すな
わち、第1図に示すPWM制御装置にあってカウンタ42とR
OM61(ROM62,63も同様であるが第6図では省略する)と
には、カウンタ42の最大計数値のカウントを検出する最
上位ビットラインBLが備えられている。すなわち、カウ
ンタ42がカウントアップされると共にROM61の正弦波情
報も次々とアドレス指定されて読出され、D/A変換され
て三角波と比較される。よってカウンタ42のパルス計数
がθ度分だけ行なわれると、それに伴いROM61から0度
からθ度までの正弦波の情報値を順に読み出す。ここに
おいて、カウンタ出力の最上位ビット信号はモータ1回
転につき1回しか反転しないようになっているので、こ
の最上位ビット信号の出力によりモータの回転角が精確
に決まる。したがって、第7図に示すリミットスイッチ
05が作動後次の最上位ビット信号の出力によって恰もエ
ンコーダのZ信号と同様の最精度の原点位置決めが可能
となる。
Next, in the encoderless servomotor described above, the configuration of FIG. 6 is adopted for the origin positioning. That is, in the PWM control device shown in FIG.
The OM 61 (similar to the ROMs 62 and 63, but omitted in FIG. 6) is provided with the most significant bit line BL for detecting the count of the maximum count value of the counter 42. That is, the counter 42 is counted up, and the sine wave information in the ROM 61 is sequentially addressed and read, D / A converted and compared with the triangular wave. Therefore, when the pulse count of the counter 42 is performed by θ degrees, the information values of the sine wave from 0 degrees to θ degrees are sequentially read from the ROM 61 accordingly. Since the most significant bit signal of the counter output is inverted only once per one revolution of the motor, the rotation angle of the motor is accurately determined by the output of this most significant bit signal. Therefore, the limit switch shown in FIG.
After 05 is activated, the next most significant bit signal is output, which makes it possible to perform home positioning with the highest accuracy, which is the same as the Z signal of the encoder.

第2図では2極のモータの例を示しているが多極であ
っても同様のZ相信号を生じさせることができ、P極で
はP/2個/回転のZ相信号が得られる。
Although FIG. 2 shows an example of a two-pole motor, the same Z-phase signal can be generated even with multiple poles, and P / 2 P-phase / rotation Z-phase signal can be obtained.

G.考案の効果 以上説明したように本考案によれば原点信号をドライ
バ内にて作ることができ、従来のエンコーダが不要とな
るので、装置の簡素化ができ、耐環境性も備わり、ノイ
ズの発生も軽減できる効果がある。
G. Effect of the Invention As described above, according to the present invention, the origin signal can be generated in the driver, and the conventional encoder is not required, so the device can be simplified, the environment resistance can be provided, and the noise can be improved. It is also effective in reducing the occurrence of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は制御系の構成図、第2図はモータの構成図、第
3図は回転駆動時の制御信号波形図、第4図はインバー
タの出力波形図、第5図はモータの回転角の説明図、第
6図は制御系の部分構成図、第7図は従来の構成図であ
る。 図中、 42はカウンタ、61,62,63はROM、BLは最上位ビットライ
ンである。
FIG. 1 is a configuration diagram of a control system, FIG. 2 is a configuration diagram of a motor, FIG. 3 is a control signal waveform diagram during rotational driving, FIG. 4 is an output waveform diagram of an inverter, and FIG. 5 is a rotation angle of the motor. 6 is a partial configuration diagram of the control system, and FIG. 7 is a conventional configuration diagram. In the figure, 42 is a counter, 61, 62 and 63 are ROMs, and BL is the most significant bit line.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】発振出力を計数するカウンタと、このカウ
ンタに接続されこの計数出力にてアドレス指定を行なう
ことで量子化されて記憶された正弦波形を出力するROM
と、このROMに基づく正弦波形を三角波とを比較した出
力により制御されてモータを制御するインバータとを有
する回路において、上記カウンタから上記ROMに、最上
位ビット信号を出力するように接続ラインを形成し、 駆動する機械に取付けられたリミットスイッチのオン後
の最初に最上位ビット信号の出力された位置を原点位置
として最上位ビット信号の出力によりモータの回転角を
決める、 ことを特徴とするサーボモータの原点位置決め装置。
1. A counter for counting oscillation output, and a ROM connected to this counter for outputting a sine waveform quantized and stored by addressing with this count output.
And a circuit that has an inverter that controls the motor by controlling the output of the sine waveform based on this ROM compared with a triangular wave, and forms a connection line so that the most significant bit signal is output from the counter to the ROM. The servo is characterized in that the rotation angle of the motor is determined by the output of the most significant bit signal, with the position at which the most significant bit signal is first output after turning on the limit switch attached to the driven machine as the origin position. Motor origin positioning device.
JP1987154696U 1987-10-12 1987-10-12 Servo motor origin positioning device Expired - Lifetime JPH087840Y2 (en)

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JPH0161899U JPH0161899U (en) 1989-04-20
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