CN102195546A

CN102195546A - 电动机驱动装置

Info

Publication number: CN102195546A
Application number: CN2011100624266A
Authority: CN
Inventors: 西园胜; 大音久志; 平川智久; 铃木健一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP2011210245A; JP5845434B2; CN102195546B

Abstract

本发明提供一种电动机驱动装置，其是一种对具有位置检测器的电动机进行位置控制的电动机驱动装置。该电动机驱动装置包括：存储定位结束幅度和定位判定延迟时间的存储部；根据来自位置检测器的电动机位置信号与位置指令值的位置偏差和定位判定延迟时间，生成并输出判定开始信号的判定开始信号输出部；和根据位置指令值、电动机位置信号、定位结束幅度和判定开始信号，生成并输出定位结束信号的定位结束信号输出部。而且，判定开始信号输出部在从位置指令值变为0起经过定位判定延迟时间后输出判定开始信号。进而，定位结束信号输出部仅在判定开始信号被输入后，且位置偏差在定位结束幅度以内的情况下输出定位结束信号。

Description

电动机驱动装置

技术领域

本发明涉及一种具有判断电动机已到达目标位置的定位结束判定功能的电动机驱动装置。

背景技术

在半导体相关装置、电子部件安装机等中，高速响应性非常重要，特别是要求缩短作为对于位置指令的追踪性的指标的定位调整时间。通常情况下，在伺服放大器等对电动机进行控制的设备中，如果电动机位置相对于目标位置的偏差(以下，酌情称作位置偏差)在调整幅度以下，那么，判断为已经到达目标位置，输出定位结束信号。主控制器确认该定位结束信号已经输出，开始下一个操作。特别是对于双轴联动操作的轴，以轴A位于目标位置为前提使轴B动作。因此，在定位结束信号已输出的状态下，必须位于调整幅度以内，在万一脱离(超出)调整幅度的情况下，必须关闭定位结束信号，并向主控制器传达。

在现有技术中作为判定这样的定位结束的方法，例如有日本专利申请特开2003-90974号公报(专利文献1)中的技术。在专利文献1中，公开了一种利用镜(mirror)和镜驱动装置使激光的照射位置移动的电扫描(galvano scanner)装置。该装置检测出利用镜驱动装置镜的驱动位置到达包括目标角度的规定的调整范围内的情况，在经过待机时间后，判断为定位结束。使待机时间根据镜的驱动角度、目标角度改变，最大限度地缩短待机时间，实现高处理能力(吞吐量)。

但是，对于上述的现有技术，在因调整时的振动而发生进入定位范围内后又脱离范围这样的现象时，会发生定位结束分散，此时未必在调整范围内。即，发生这样的现象时，会多次检测出到达调整范围内。从这些检测出时开始经过待机时间后判定为定位结束，因此，在定位结束信号中也会反复发生结束和未结束这样的定位结束分散。在发生定位结束分散时，会产生多个进入定位范围内的时间。内部的检测取样是有限的时间，因此以哪一个时间为标准的问题存在出现偏差的可能性，在此情况下，待机时间的开始存在偏差，于是，定位结束判定为止的时间存在偏差，存在定位结束判定变得不稳定这样的问题。

图4表示在现有技术方法中发生定位结束分散时的一个例子。在图4中，表示了位置偏差和包括定位结束分散的定位结束信号。即，在图4的例子中，因调整时的振动等，发生位置偏差进入作为定位范围的定位结束幅度内的电平(level)(水平)后又脱离范围这样的现象，其结果是发生定位结束分散。在现有的判定方法中，由于会发生该定位结束分散，因此为了使位置偏差的振动不发生，必须通过降低控制增益等方法来应对，其结果是，定位调整时间延长，作为装置的生产节拍时间(tact time)也延长。

如专利文献1所述，在位置偏差进入定位结束范围内后使其具有延迟时间的方法中，因装置的偏差，位置偏差进入定位结束范围内的时间本身存在偏差，因此，定位结束输出被送出的时间也存在偏差，同样存在定位结束判定不稳定的问题。

本发明是为了解决上述现有技术中的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够进行稳定的定位结束判定的电动机驱动装置。

发明内容

本发明的电动机驱动装置是一种对具有位置检测器的电动机进行位置控制的电动机驱动装置，该电动机驱动装置包括：存储定位结束幅度和定位判定延迟时间的存储部；根据来自位置检测器的电动机位置信号与位置指令值的位置偏差和定位判定延迟时间，生成并输出判定开始信号的判定开始信号输出部；和根据位置指令值、电动机位置信号、定位结束幅度和判定开始信号，生成并输出定位结束信号的定位结束信号输出部。而且，判定开始信号输出部在从位置指令值变为0起经过定位判定延迟时间后输出判定开始信号。进而，定位结束信号输出部仅在判定开始信号被输入后，且位置偏差在定位结束幅度以内的情况下，输出定位结束信号。

根据该结构，即使在因调整时的振动等，在位置指令值与电动机位置信号之差(位置偏差)中发生超出定位结束幅度的振动的情况下，也能够通过适当地设定定位判定延迟时间，使定位结束信号输出不会分散，能够进行稳定的输出。另外，万一在定位判定延迟时间后因外力等在调整后位置偏差超出定位结束幅度的情况下，也能够适当地关闭定位结束信号输出。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的电动机驱动装置的框图。

图2是表示本发明的实施方式中的定位结束处理部的详细结构的框图。

图3是表示本发明的实施方式中的各个信号的一个例子的时间图。

图4表示现有技术中的定位结束分散发生时的一个例子。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式的电动机驱动装置进行说明。

(实施方式)

图1是本发明的实施方式中的电动机驱动装置的框图。如图1所示，本电动机驱动装置100与电动机20连接，用来驱动电动机20。如同一般所公知的那样，驱动电动机20例如包括具有驱动用的线圈的定子和具有永久磁铁的动子。在电动机20的线圈上施加电压使电流经过，使动子移动。电动机驱动装置100具有使动子的位置移动至规定位置的位置控制功能。为了实现此功能，在电动机20中装有位置检测器21。位置检测器21检测出电动机20的动子的位置，并将所检测出的位置作为电动机位置信号10提供给电动机驱动装置100。另外，位置指令值11例如从外部的主控制器22等通知给电动机驱动装置100。以基于电动机位置信号10的位置追踪位置指令值11的方式，电动机驱动装置100生成作为控制用电压的电压指令信号19。电动机驱动装置100将所生成的电压指令信号19施加在电动机20的线圈上，进行位置控制使动子移动至目标位置。

电动机驱动装置100包括进行位置控制的位置控制部110和进行定位结束处理的定位结束处理部120。

位置控制部110生成以基于电动机位置信号10的位置追踪位置指令值11的方式控制用的电压指令信号19，并向电动机20输出。即，位置控制部110求出基于电动机位置信号10的位置与位置指令值11的位置偏差，生成基于该位置偏差的电压指令信号19。

定位结束处理部120实施对电动机已经到达目标位置的判断的定位结束判断的功能。即，在位置控制部110所实施的位置控制中，定位结束处理部120判断定位是否已经结束，在判定为定位已经结束时，那么，向主控制器22输出表示定位已经结束的定位结束信号15。

图2是表示定位结束处理部120的详细结构的框图。如图2所示，为了实施有关定位结束的处理，定位结束处理部120包括：定位结束信号输出部1、判定开始信号输出部2和存储部3。

存储部3存储有作为用来延迟定位判定的规定的延迟时间的定位判定延迟时间12，和表示用来判定定位结束的规定的电平范围的定位结束幅度14。存储部3输出该定位判定延迟时间12和定位结束幅度14。

从主控制器22向判定开始信号输出部2供给位置指令值11，判定开始信号输出部2从存储部3读取定位判定延迟时间12。判定开始信号输出部2监视位置指令值11是否变为0。如果判定开始信号输出部2判定位置指令值11变为0，那么在从判定已变为0的时刻起延迟了定位判定延迟时间12的量的时刻，向定位结束信号输出部1输出判定开始信号13。这样，判定开始信号输出部2根据位置指令值11和定位判定延迟时间12生成并输出判定开始信号13。

从主控制器22向定位结束信号输出部1供给位置指令值11，从位置检测器21供给电动机位置信号10。从判定开始信号输出部2向定位结束信号输出部1供给判定开始信号13，并且定位结束信号输出部1从存储部3读取定位结束幅度14。定位结束信号输出部1在被通知有来自判定开始信号输出部2的判定开始信号13的时刻，判断位置指令值11与电动机位置信号10之差(位置偏差)是否在定位结束幅度14的范围内。如果定位结束信号输出部1判定为位置指令值11与电动机位置信号10之差在定位结束幅度14的范围内，则输出定位结束信号15。于是，定位结束信号输出部1根据来自主控制器22等的位置指令值11、来自位置检测器21的电动机位置信号10、定位结束幅度14和判定开始信号13，生成并输出定位结束信号15。定位结束信号输出部1仅在判定开始信号13被输入后且位置偏差在定位结束幅度14以内的情况下输出定位结束读信号15。该定位结束信号15被从电动机驱动装置100向主控制器22输出。

定位结束处理部120采用以上方式构成，根据这种结构，从位置指令值11变为0起经过定位判定延迟时间12后，在位置指令值11与电动机位置信号10之差在定位结束幅度14的范围内时，输出定位结束信号15。

下面，对本实施方式的电动机驱动装置100的动作进行说明。图3是本实施方式中的各个信号的一个例子的时间图。在图3是表示位置指令值11、位置指令值11与电动机位置信号10之差即位置偏差，和定位结束信号15的时间的附图。

如图3所示，在位置指令值11变为0时，判定开始信号输出部2在从位置指令值11变为0的时刻起延迟了定位判定延迟时间12的时刻输出判定开始信号13。定位结束信号输出部1在被通知有判定开始信号13的时刻，判断位置偏差是否在定位结束幅度14的范围内。如果定位结束信号输出部1判定为位置偏差在定位结束幅度14的范围内，那么，如图3所示，输出用ON表示定位结束的定位结束信号15。另外，在被通知有判定开始信号13的时刻，在定位结束信号输出部1判定为位置偏差不在定位结束幅度14的范围内时，等待位置偏差变为定位结束幅度14的范围内，然后输出定位结束信号15。

于是，在本实施方式中，从位置指令值11变为0起经过定位判定延迟时间12后，在位置指令值11与电动机位置信号10之差在定位结束幅度14的范围内时，输出位置结束信号15。在本实施方式中，按照此方式操作，因此，与图4所示的现有方法相比，如图3所示，不会发生定位结束分散，能够抑制定位分散的发生。

这样，根据本实施方式的电动机驱动装置100能够抑制定位结束分散的发生，所以无论在定位判定延迟时间12的期间中如何振动都可以，因此能够相应地提高控制增益，其结果是也能缩短定位调整时间。

在进行多轴的控制的装置中，在每个轴都确定目标的调整时间，调整控制增益，以使定位在该调整时间内结束。此时，影响调整时间的缩短的一大障碍是定位结束分散，必须调整控制增益，使其基本上不会发生分散。采用本实施方式的方式时，将定位判定延迟时间12设定为与目标调整时间相同，或者比其略短的时间，由此就能够不考虑该期间的定位结束分散。因此，根据本实施方式，与现有技术相比，能够将控制增益设定得更高，并且能够缩短调整时间。

如上所述，在现有技术的专利文献1的方法中具有定位结束输出的被输出时间存在偏差这样的问题。对应于此，在本实施方式中，还具有以下特征，以位置指令值11变为0的地点为基准，因此，不会受到装置的偏差的影响，能够一直在稳定的时间送出定位结束输出。

此外，存储在存储部3中的定位判定延迟时间12和定位结束幅度14也可以根据通信、在前面板的操作等进行更改。

另外，在应用本发明的情况下，也具有无需对主控制器侧的定位结束检测处理部分进行任何改变的优点。

另外，在从主控制器输出位置指令值后，确认定位结束输出变成OFF，判断为电动机已经开始工作的情况下，在短间隔(short pitch)操作中，定位结束输出为OFF的时间很短，因此，根据主控制器的取样能力可能发生数据遗漏，有时主控制器可能无法确认电动机的动作。在这样的用途中也能够应用本发明，能够以定位判定延迟时间12来调整定位结束信号15为OFF的时间，因此通过使该延迟时间相对于主控制器22的取样时间延长得足够长，能够避免上述的数据遗漏的问题。

如以上所说明的那样，在本发明的电动机驱动装置中，判定开始信号输出部在从位置指令值变为0起经过定位判定延迟时间后输出判定开始信号，定位结束信号输出部仅在判定开始信号被输入以后且位置偏差在定位结束幅度以内的情况下，输出定位结束信号。根据这种结构，能够抑制定位结束分散的发生，稳定地进行定位结束的判定。

在工业中的可利用性

本发明的电动机驱动装置在延迟定位结束信号输出的用途等中也非常有用。

Claims

1.一种电动机驱动装置，其是对具有位置检测器的电动机进行位置控制的电动机驱动装置，该电动机驱动装置的特征在于，包括：

存储定位结束幅度和定位判定延迟时间的存储部；

根据来自所述位置检测器的电动机位置信号与位置指令值的位置偏差和所述定位判定延迟时间，生成并输出判定开始信号的判定开始信号输出部；和

根据所述位置指令值、所述电动机位置信号、所述定位结束幅度和所述判定开始信号，生成并输出定位结束信号的定位结束信号输出部，其中

所述判定开始信号输出部在从所述位置指令值变为0起经过所述定位判定延迟时间后输出所述判定开始信号，

所述定位结束信号输出部仅在所述判定开始信号被输入后，且所述位置偏差在所述定位结束幅度以内的情况下，输出定位结束信号。