CN104254760A

CN104254760A - 伺服电动机以及编码器

Info

Publication number: CN104254760A
Application number: CN201380003344.1A
Authority: CN
Inventors: 永田启史; 佐土根俊和; 二村政范; 仲岛一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2033-04-24
Also published as: KR101443016B1; US20160131508A1; WO2014174614A1; TWI473973B; JP5449634B1; DE112013006990B4; JPWO2014174614A1; DE112013006990T5; US9410828B2; TW201441584A; CN104254760B

Abstract

编码器生成多圈数据和累积多圈数据，该多圈数据是使用旋转信号对旋转轴的旋转次数进行计数而得到的，该旋转信号表示电动机的旋转轴的1圈旋转，该累积多圈数据是使用表示旋转轴的旋转角度的角度信号对旋转角度进行累积，以旋转轴旋转1圈为单位对旋转轴的旋转次数进行计数而得到的，该编码器具有：第1多圈计数器，其使用旋转信号生成第1多圈数据；第2多圈计数器，其使用旋转信号生成第2多圈数据；第1累积数计算部，其使用角度信号，对第1累积多圈数据进行计算；第2累积数计算部，其使用角度信号，对第2累积多圈数据进行计算；以及第1比较诊断部，其通过对第1多圈数据、第2多圈数据、第1累积多圈数据和第2累积多圈数据是否是相同值进行比较，对该编码器是否故障进行诊断。

Description

伺服电动机以及编码器

技术领域

本发明涉及一边对故障进行监测一边对旋转轴的旋转角度及旋转次数进行检测的伺服电动机及编码器。

背景技术

在一边对旋转轴的旋转角度及旋转次数进行检测一边对电动机进行控制的伺服系统的领域中，确保安全性非常重要。因此，在伺服系统的构成部件即编码器中，通过提高故障监测率而确保可靠性也很重要。

例如，专利文献1～4中记载的伺服系统，通过对与旋转位置相关的多个信号（旋转轴的旋转次数等）进行比较，而对伺服系统所具有的编码器的异常进行检测。

专利文献1：日本特开2003－315099号公报

专利文献2：日本特开2007－114032号公报

专利文献3：日本特开2010－19575号公报

专利文献4：日本特开2005－12997号公报

发明内容

然而，在上述第1～第4现有技术中，存在故障监测的可靠性低的问题。

本发明就是鉴于上述问题提出的，其目的在于得到一种伺服电动机以及编码器，该伺服电动机以及编码器能够进行可靠性高的故障监测。

为了解决上述课题，实现目的，本发明的特征在于，具有：电动机，其具有旋转轴；以及编码器，其生成多圈数据、1圈数据和累积多圈数据，并且，将所述多圈数据及所述累积多圈数据中的一方和所述1圈数据，发送至电动机控制装置，其中，该多圈数据是使用旋转信号对所述旋转轴的旋转次数进行计数而得到的，该旋转信号表示所述旋转轴的1圈旋转，该1圈数据表示1圈内的旋转角度，是使用角度信号计算出的，该角度信号表示所述旋转轴的旋转角度，该累积多圈数据是使用所述角度信号对所述旋转角度进行累积，以所述旋转轴旋转1圈为单位对所述旋转轴的旋转次数进行计数而得到的，所述编码器具有：旋转检测部，其对所述旋转轴的旋转位置进行检测；第1多圈计数器，其使用基于所述旋转位置生成的所述旋转信号，生成第1多圈数据；第2多圈计数器，其使用基于所述旋转位置生成的所述旋转信号，生成第2多圈数据；第1累积数计算部，其使用基于所述旋转位置生成的所述角度信号，计算第1累积多圈数据；第2累积数计算部，其使用基于所述旋转位置生成的所述角度信号，计算第2累积多圈数据；以及第1比较诊断部，其通过对所述第1多圈数据、所述第2多圈数据、所述第1累积多圈数据和所述第2累积多圈数据是否是相同值进行比较，从而对由使用所述旋转信号生成的与旋转次数相关的至少2个值、和使用所述角度信号计算出的与旋转次数相关的至少2个值构成的至少4个值是否是相同值进行比较，基于比较结果，对该编码器是否故障进行诊断。

发明的效果

根据本发明，实现能够进行可靠性高的故障监测的效果。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的具有编码器的伺服系统的结构的图。

图2是用于说明故障判定的一个例子的图。

图3是表示实施方式2涉及的具有编码器的伺服系统的结构的图。

图4是表示实施方式3涉及的具有编码器的伺服系统的结构的图。

具体实施方式

以下，基于附图，详细说明本发明的实施方式涉及的伺服电动机以及编码器。此外，本发明并不由这些实施方式限定。

实施方式1

图1是表示实施方式1涉及的具有编码器的伺服系统的结构的图。伺服系统1A具有伺服电动机（电动机2及编码器3A）和电动机控制装置（伺服放大器）4。

本实施方式的伺服系统1A通过对由多个多圈数据和多个累积多圈数据构成的多个数据进行比较，从而对编码器3A的故障部位进行诊断（确定故障位置）。本实施方式中的多圈数据是通过对旋转轴的旋转次数进行计数而得到的数据（计数值），累积多圈数据是对与旋转轴旋转1圈相当的旋转角度进行累积，以旋转轴旋转1圈为单位进行计数而得到的数据（计数值）。

电动机2通过使旋转轴51旋转，而使编码器3A内的脉冲圆板50旋转。旋转轴51的一端部与脉冲圆板50连接，另一端部与机器手的臂部等连接。电动机2由电动机控制装置4进行电流控制。

编码器3A具有脉冲圆板50、发光部11、受光部12、多圈计数器13X、13Y、运算部10X、10Y、电源切换电路16、电池电源21及控制电源22。

发光部11从脉冲圆板50的一个主表面侧照射光。受光部12是配置在脉冲圆板50的另一个主表面侧，并以光学方式对旋转轴51的旋转位置进行检测的旋转检测部。受光部12将从发光部11照射的光中的穿过脉冲圆板50的光，作为光学信号接收，由此对旋转轴51的旋转状况（旋转位置）进行检测。通过该结构，利用具有发光部11及受光部12的光学系统，检测旋转轴51的旋转位置。

受光部12将旋转轴51的旋转状况作为波形（正弦波及余弦波），发送至多圈计数器13X、13Y以及运算部10X、10Y。由受光部12生成的波形（表示旋转位置的受光波）被发送至未图示的比较器。比较器根据正弦波生成矩形波信号，并且，根据余弦波生成矩形波信号。比较器将生成的各矩形波信号发送至多圈计数器13X、13Y。另外，受光部12将检测出的光的波形作为模拟信号，发送至运算部10X的累积数计算部14X、和运算部10Y的累积数计算部14Y。

多圈计数器13X、13Y基于矩形波信号，对旋转轴的旋转次数进行计数。根据正弦波生成的矩形波信号和根据余弦波生成的矩形波信号的组合，是表示旋转轴51的1圈旋转的信号（旋转信号）。因此，多圈计数器13X、13Y使用表示旋转轴51的1圈旋转的信号，对旋转轴51的旋转次数进行计数。

多圈计数器13X将所计数的旋转次数作为多圈数据（Mx），发送至运算部10X的比较诊断部15X。多圈计数器13Y将所计数的旋转次数作为多圈数据（My），发送至运算部10Y的比较诊断部15Y。

运算部10X具有累积数计算部14X和比较诊断部15X。累积数计算部14X接收从受光部12发送来的模拟信号。模拟信号是表示旋转轴51的旋转角度（0度～360度）的信号（角度信号）。累积数计算部14X基于模拟信号，对旋转轴51的旋转角度进行计算。

累积数计算部14X对旋转角度进行累积，旋转轴51每旋转1圈，使旋转轴51的旋转次数递增1。累积数计算部14X将所计数的旋转次数（合计数）作为累积多圈数据（Ax），发送至比较诊断部15X。

比较诊断部15X通过对多圈数据（Mx）和累积多圈数据（Ax）进行比较，从而判定多圈数据（Mx）和累积多圈数据（Ax）是否相同。比较诊断部15X对多圈数据（Mx）和累积多圈数据（Ax）是否相同的判定结果（以下称为判定结果MAx）进行保存。

另外，比较诊断部15X接收从运算部10Y发送来的判定结果（后述的判定结果MAy）、多圈数据（My）以及后述的累积多圈数据（Ay）。

比较诊断部15X基于多圈数据（Mx）、多圈数据（My）、判定结果MAx、累积多圈数据（Ax）、累积多圈数据（Ay）和判定结果MAy，进行编码器3A的故障诊断。

在比较诊断部15X判定为编码器3A中没有故障部位的情况下，累积数计算部14X将表示旋转轴51的旋转角度的数据作为1圈数据（Ox），发送至电动机控制装置4。另外，比较诊断部15X在判定为编码器3A中没有故障部位的情况下，将多圈数据（Mx）发送至电动机控制装置4。此外，也可以代替多圈数据（Mx），将多圈数据（My）、累积多圈数据（Ax）及累积多圈数据（Ay）中的任一个由比较诊断部15X发送至电动机控制装置4。

运算部10Y具有累积数计算部14Y和比较诊断部15Y。累积数计算部14Y接收从受光部12发送来的模拟信号。累积数计算部14Y基于模拟信号，对旋转轴的旋转角度（0度～360度）进行计算。

累积数计算部14Y对旋转角度进行累积，旋转轴51每旋转1圈，使旋转轴51的旋转次数递增1。换言之，累积数计算部14Y使用表示旋转轴51的旋转角度的1圈数据（Ox），对旋转轴51的旋转次数进行计数。累积数计算部14Y将所计数的旋转次数（合计数）作为累积多圈数据（Ay），发送至比较诊断部15Y。

比较诊断部15Y通过对多圈数据（My）和累积多圈数据（Ay）进行比较，判定多圈数据（My）和累积多圈数据（Ay）是否相同。比较诊断部15Y将多圈数据（My）、累积多圈数据（Ay）、以及多圈数据（Mx）和累积多圈数据（Ax）是否相同的判定结果MAy，发送至运算部10X的比较诊断部15X。

电源切换电路16与电池电源21、控制电源22、电池41以及电源供给部42连接。电池41及电源供给部42配置在电动机控制装置4中。

电源切换电路16以如下方式对电路进行切换，即，在电动机控制装置4的电源接通期间，从电源供给部42分别向电池电源21、控制电源22及电池41供给电源。另一方面，电源切换电路16以如下方式对电路进行切换，即，在电动机控制装置4的电源断开期间，将蓄积在电池41中的电源供给至电池电源21。换言之，在电动机控制装置4的电源接通的期间，控制电源22接通，在电动机控制装置4的电源接通及断开的期间，电池电源21接通。

由此，在电动机控制装置4的电源接通的期间，从电源供给部42向电池电源21、控制电源22以及电池41供给电源。另外，在电动机控制装置4的电源断开的期间，从电池41向电池电源21供给电源。

在编码器3A内，控制电源22与运算部10X、10Y连接。另外，在编码器3A内，电池电源21与发光部11、受光部12以及多圈计数器13X、13Y连接。

根据该结构，在电动机控制装置4的电源接通的期间，由多圈计数器13X、13Y生成多圈数据（Mx）及多圈数据（My），并且，由累积数计算部14X、14Y生成累积多圈数据（Ax）及累积多圈数据（Ay）。

另一方面，在电动机控制装置4的电源断开的期间，由多圈计数器13X、13Y生成多圈数据（Mx）及多圈数据（My），而累积数计算部14X、14Y不生成累积多圈数据（Ax）及累积多圈数据（Ay）。此外，在这里，对使用电池电源21的情况进行了说明，但也可以取代电池电源21而使用控制电源22。

电动机控制装置4与编码器3A及电动机2连接。电动机控制装置4基于从编码器3A发送来的1圈数据（Ox）及多圈数据（Mx），对电动机2进行控制。

接着，说明编码器3A的故障诊断处理。此外，由比较诊断部15X进行的故障诊断处理与由比较诊断部15Y进行的故障诊断处理是相同的处理，因此，在这里，针对由比较诊断部15X进行的故障诊断处理进行说明。

（故障诊断例1）

图2是用于说明故障判定的一个例子的图。比较诊断部15X基于多圈数据（Mx）、多圈数据（My）、判定结果MAx、累积多圈数据（Ax）、累积多圈数据（Ay）以及判定结果MAy，进行编码器3A的故障诊断。

比较诊断部15X判定多圈数据（Mx）和多圈数据（My）是否相同（比较诊断1）。另外，比较诊断部15X对判定结果MAx是否是“相同”（Mx＝Ax）、和判定结果MAy是否是“相同”（My＝Ay）进行确认（比较诊断2）。这里的比较诊断1是多圈数据的比较诊断，比较诊断2是累积多圈数据的比较诊断。

在（Mx＝My）的情况下，如果判定结果MAx及判定结果MAy为“相同”，则比较诊断部15X判定为（Mx＝My＝Ax＝Ay），且编码器3A中没有异常。

另外，在（Mx＝My）的情况下，如果判定结果MAx为“不同”（Mx≠Ax）且判定结果MAy为“相同”（My＝Ay），则比较诊断部15X判定为（Mx＝My＝Ay），且累积多圈数据（Ax）为异常。换言之，推定为与累积多圈数据（Ax）相关的部位是故障部位。

另外，在（Mx＝My）的情况下，如果判定结果MAy为“不同”（My≠Ay）且判定结果MAx为“相同”（Mx＝Ax），则比较诊断部15X判定为（Mx＝My＝Ax），且累积多圈数据（Ay）为异常。换言之，推定为与累积多圈数据（Ay）相关的部位是故障部位。

另外，在（Mx≠My）的情况下，如果判定结果MAx为“不同”（Mx≠Ax）且判定结果MAy为“相同”（My＝Ay），则比较诊断部15X判定为（Ax＝My＝Ay），且多圈数据（Mx）为异常。换言之，推定为与多圈数据（Mx）相关的部位是故障部位。

另外，在（Mx≠My）的情况下，如果判定结果MAy为“不同”（My≠Ay）且判定结果MAx为“相同”（Mx＝Ax），则比较诊断部15X判定为（Mx＝Ax＝Ay），且多圈数据（My）为异常。换言之，推定为与多圈数据（My）相关的部位是故障部位。

比较诊断部15X在推定为与累积多圈数据（Ax）相关的部位是故障部位的情况下，判断为在从受光部12至累积数计算部14X为止的部位发生故障。例如，作为与累积多圈数据（Ax）相关的部位，由比较诊断部15X判断为累积数计算部14X自身发生故障。

另外，比较诊断部15X在推定为与累积多圈数据（Ay）相关的部位为故障部位的情况下，判断为在从受光部12至累积数计算部14Y为止的部位发生故障。例如，作为与累积多圈数据（Ay）相关的部位，由比较诊断部15X判断为累积数计算部14Y自身发生故障。

另外，比较诊断部15X在推定为与多圈数据（Mx）相关的部位是故障部位的情况下，判断为在从受光部12至多圈计数器13X为止的部位发生故障。例如，作为与多圈数据（Mx）相关的部位，由比较诊断部15X判断为多圈计数器13X自身发生故障。

另外，比较诊断部15X在推定为与多圈数据（My）相关的部位是故障部位的情况下，判断为在从受光部12至多圈计数器13Y为止的部位发生故障。例如，作为与多圈数据（My）相关的部位，由比较诊断部15X判断为多圈计数器13Y自身发生故障。

运算部10X在由比较诊断部15X判定为编码器3A中没有异常的情况下，继续向电动机控制装置4发送旋转数据（Ox）及多圈数据（Mx）。由此，伺服系统1A继续动作。

另一方面，运算部10X在由比较诊断部15X判定为编码器3A中有异常的情况下，停止向电动机控制装置4发送旋转数据（Ox）及多圈数据（Mx）。由此，伺服系统1A停止动作。换言之，编码器3A在判定为编码器3A中有异常的情况下，使编码器3A的动作停止。

（故障诊断例2）

此外，比较诊断部15X并不限于上述故障诊断流程，也可以通过任意流程进行故障诊断。例如，也可以省略比较诊断部15Y的判定，而由比较诊断部15X使用累积多圈数据（Ax）、累积多圈数据（Ay）、多圈数据（Mx）以及多圈数据（My）进行故障诊断。

（故障诊断例3－1）

另外，比较诊断部15X也可以使用累积多圈数据（Ax）、累积多圈数据（Ay）、多圈数据（Mx）及多圈数据（My）中的3个数据进行故障诊断。例如，比较诊断部15X也可以使用由多圈数据（Mx）及多圈数据（My）中的一个、累积多圈数据（Ax）、和累积多圈数据（Ay）构成的3个数据，进行故障诊断。

（故障诊断例3－2）

另外，比较诊断部15X也可以使用累积多圈数据（Ax）、和比较诊断部15Y的判定结果MAy，进行故障诊断。另外，比较诊断部15X也可以使用多圈数据（Mx）、和比较诊断部15Y的判定结果MAy，进行故障诊断。

（故障诊断例4）

另外，比较诊断部15Y也可以通过与比较诊断部15X同样的处理，进行故障诊断。在该情况下，比较诊断部15X将多圈数据（Mx）和累积多圈数据（Ax）是否相同的判定结果MAx、多圈数据（Mx）、以及累积多圈数据（Ax），发送至运算部10Y的比较诊断部15Y。

然后，比较诊断部15Y通过与比较诊断部15X同样的处理，进行故障诊断。其后，比较诊断部15Y将比较诊断结果发送至比较诊断部15X。由此，比较诊断部15X对比较诊断部15X的比较诊断结果和比较诊断部15Y的比较诊断结果进行比较。

在该情况下，在比较诊断部15X的比较诊断结果和比较诊断部15Y的比较诊断结果不同的情况下，比较诊断部15X判定为比较诊断部15X、15Y中的某一个发生故障。

例如，在比较诊断部15X的比较诊断结果中判断为编码器3A中有异常的情况下，比较诊断部15X判断为比较诊断部15X发生故障。另外，在比较诊断部15Y的比较诊断结果中判断为编码器3A中有异常的情况下，比较诊断部15X判断为比较诊断部15Y发生故障。

如果在比较诊断部15X、15Y这两者中判定为编码器3A中没有异常，则运算部10X继续向电动机控制装置4发送旋转数据（Ox）及多圈数据（Mx）。由此，伺服系统1A继续动作。

另一方面，在比较诊断部15X、15Y中的至少一个判定为编码器3A中有异常的情况下，运算部10X停止向电动机控制装置4发送旋转数据（Ox）及多圈数据（Mx）。由此，伺服系统1A停止动作。

（故障诊断例5）

此外，也可以由比较诊断部15Y及比较诊断部15X双方，执行由比较诊断部15Y进行的多圈数据（My）和累积多圈数据（Ay）的比较处理。在该情况下，比较诊断部15X进一步对比较诊断部15X的判定结果MAy和比较诊断部15Y的判定结果MAy进行比较。在该情况下，在比较诊断部15X的判定结果MAy和比较诊断部15Y的判定结果MAy不同的情况下，比较诊断部15X判断为比较诊断部15X及比较诊断部15Y中的某一个发生故障。

在该情况下，比较诊断部15X停止向电动机控制装置4发送旋转数据（Ox）及多圈数据（Mx）。由此，伺服系统1A停止动作。

（故障诊断例6）

另外，编码器3A也可以通过使上述（故障诊断例1）～（故障诊断例5）中的至少2个组合而进行编码器3A的故障诊断。在该情况下，编码器3A在以（故障诊断例1）～（故障诊断例5）中的至少一个判断为编码器3A中有异常的情况下，使编码器3A的动作停止。

（省略故障部位确定）

此外，在判定结果MAx、MAy中的至少一个为“不同”的情况下，比较诊断部15X也可以省略用于确定故障部位为哪一个部位的处理，使编码器3A的动作停止。在该情况下，多圈数据（Mx）和多圈数据（My）是否相同的判定处理等被省略。另外，在（Mx≠My）的情况下，比较诊断部15X也可以省略用于确定故障部位为哪一个部位的处理，使编码器3A的动作停止。

（使用正常部位，继续动作）

此外，即使在比较诊断部15X、15Y中至少一个判定为编码器3A中有异常的情况下，运算部10X也可以使用由判定为没有异常的部位检测出的数据，使伺服系统1A的动作继续。

例如，在由比较诊断部15X推定出的故障部位、和由比较诊断部15X推定出的故障部位相同的情况下，运算部10X使用除了推定出的故障部位以外的数据，使伺服系统1A的动作继续。在该情况下，也可以使所推定的故障部位停止生成数据。

例如，在由比较诊断部15X、15Y推定为与累积多圈数据（Ax）相关的部位为故障部位的情况下，运算部10X将由累积数计算部14Y生成的1圈数据（Ox）发送至电动机控制装置4。此时，比较诊断部15X将由多圈计数器13X生成的多圈数据（Mx）、由多圈计数器13Y生成的多圈数据（My）以及由累积数计算部14Y生成的累积多圈数据（Ay）中的任一个发送至电动机控制装置4。

如上所述，本实施方式的编码器3A对多圈数据（Mx）、多圈数据（My）、累积多圈数据（Ax）和累积多圈数据（Ay）是否是相同值进行比较。由此，编码器3A对下述至少4个值是否是相同值进行比较，该至少4个值是由使用表示旋转轴51的1圈旋转的信号而计算出的与旋转次数相关的至少2个值、和使用表示旋转轴51的旋转角度的信号而生成的与旋转次数相关的至少2个值构成的。然后，编码器3A基于比较结果，对编码器3A是否故障进行诊断。

此外，在本实施方式中，针对伺服系统1A具有2个运算部和2个多圈计数器的情况进行了说明，但也可以是运算部及多圈计数器中的至少一方为大于或等于3个。

如上所述，根据实施方式1，使用累积多圈数据（Ax）、累积多圈数据（Ay）、多圈数据（Mx）以及多圈数据（My）这4个数据进行编码器3A的故障诊断，因此，能够进行可靠性高的故障监测。

另外，使用累积多圈数据（Ax）、累积多圈数据（Ay）、多圈数据（Mx）以及多圈数据（My）这4个数据进行编码器3A的故障诊断，因此能够对故障部位进行诊断（推定）。

另外，即使在电动机控制装置4的电源断开（电池辅助支援；batterybackup）时，也能够具有多个多圈数据，因此，能够进行可靠性高的故障监测。另外，编码器3A具有多个比较诊断部（运算部），因此，即使在比较诊断部自身异常时也能够确保可靠性。

另外，多圈计数器13X、13Y从共通的受光部12接收矩形波信号，因此，编码器3A的结构变得简单。换言之，通过使用共通检测系统（光学系统），从而能够简化系统结构。

实施方式2

下面，使用图3，对本发明的实施方式2进行说明。在实施方式2中，将利用磁传感器检测出的脉冲信号发送至多圈计数器。然后，多圈计数器基于脉冲信号，生成多圈数据。

图3是表示实施方式2涉及的具有编码器的伺服系统的结构的图。对图3的各结构要素中的实现与图1所示的实施方式1的伺服系统1A相同功能的结构要素，标注相同标号，省略重复的说明。

伺服系统1B具有伺服电动机（电动机2及编码器3B）和电动机控制装置4。编码器3B与编码器3A相比，代替多圈计数器13X、13Y而具有多圈计数器33X、33Y。另外，编码器3B与编码器3A相比，代替脉冲圆板50而具有脉冲圆板30和磁传感器32。

而且，在编码器3B中，多圈计数器33X与比较诊断部15X连接，多圈计数器33Y与比较诊断部15Y连接。另外，在编码器3B中，受光部12与累积数计算部14X、14Y连接。本实施方式的受光部12将模拟信号发送至累积数计算部14X、14Y。

脉冲圆板30在圆板状部件的中心部附近具有磁铁31。磁传感器32配置在脉冲圆板30另一个主表面侧，是以磁方式对旋转轴51的旋转位置进行检测的旋转检测部。磁传感器32对磁铁31的磁力进行检测。

如果旋转轴51旋转，则脉冲圆板30旋转，由此磁铁31旋转。磁传感器32对由于磁铁31旋转而变化的磁力进行检测，将检测结果变换为脉冲信号。磁传感器32将脉冲信号发送至多圈计数器33X、33Y。

本实施方式的多圈计数器33X、33Y基于脉冲信号，对旋转轴的旋转次数进行计数。这里的脉冲信号是表示旋转轴51的1圈旋转的信号（旋转信号）。因此，多圈计数器33X、33Y使用表示旋转轴51的1圈旋转的信号，对旋转轴51的旋转次数进行计数。

多圈计数器33X将所计数的旋转次数作为多圈数据（Mx），发送至运算部10X的比较诊断部15X。多圈计数器33Y将所计数的旋转次数作为多圈数据（My），发送至运算部10Y的比较诊断部15Y。此外，编码器3B通过与编码器3A同样的处理而进行故障诊断、故障位置确定以及使用正常部位继续进行动作等，因此省略其说明。

如上所述，根据实施方式2，能够与实施方式1同样地进行可靠性高的故障监测及故障部位的诊断。另外，通过光学方式的旋转检测而生成累积多圈数据（Ax）、（Ay），通过磁方式的旋转检测而生成多圈数据（Mx）、（My），因此，能够利用非共通检测系统对旋转轴51的旋转位置进行检测。因此，能够进行可靠性更高的故障监测。

实施方式3

下面，使用图4，对本发明的实施方式3进行说明。在实施方式3中，将利用磁传感器检测出的脉冲信号发送至一个多圈计数器。另外，将利用受光部12检测出的模拟信号发送至另一个多圈计数器。由此，一个多圈计数器基于脉冲信号生成多圈数据，另一个多圈计数器基于模拟信号生成多圈数据。

图4是表示实施方式3涉及的具有编码器的伺服系统的结构的图。对图4的各结构要素中的实现与图1所示的实施方式1的伺服系统1A及图3所示的实施方式1的伺服系统1B相同功能的结构要素，标注相同标号，省略重复的说明。

伺服系统1C具有伺服电动机（电动机2及编码器3C）和电动机控制装置4。编码器3C与编码器3B相比，代替多圈计数器33X而具有多圈计数器13X。

而且，多圈计数器13X与受光部12连接，多圈计数器33Y与磁传感器32连接。另外，在编码器3C中，多圈计数器13X与比较诊断部15X连接，多圈计数器33Y与比较诊断部15Y连接。

本实施方式的磁传感器32将脉冲信号发送至多圈计数器33Y。然后，多圈计数器33Y基于脉冲信号，对旋转轴的旋转次数进行计数。多圈计数器33Y将所计数的旋转次数作为多圈数据（My），发送至运算部10Y的累积数计算部14Y。

另外，多圈计数器13X将所计数的旋转次数作为多圈数据（My），发送至运算部10Y的比较诊断部15Y。此外，编码器3C通过与编码器3A同样的处理而进行故障诊断、故障部位确定以及使用正常部位继续进行动作等，因此省略其说明。

此外，在编码器3C中，也可以代替多圈计数器13X及多圈计数器33Y而使用多圈计数器13Y及多圈计数器33X。在该情况下，受光部12与多圈计数器33X连接，多圈计数器33X与比较诊断部15X连接。另外，磁传感器32与多圈计数器13Y连接，多圈计数器13Y与比较诊断部15Y连接。

如上所述，根据实施方式3，能够与实施方式1同样地进行可靠性高的故障监测及故障部位的诊断。另外，通过光学方式的旋转检测而生成累积多圈数据（Ax）、（Ay）及多圈数据（Mx），通过磁方式的旋转检测而生成多圈数据（My），因此，能够以简单的结构进行可靠性高的故障监测。

工业实用性

如上所述，本发明涉及的伺服电动机及编码器，适用于编码器的故障监测。

标号的说明

1A～1C伺服系统，2电动机，3A～3C编码器，4电动机控制装置，10X、10Y运算部，12受光部，13X、13Y、33X、33Y多圈计数器，14X、14Y累积数计算部，15X、15Y比较诊断部，16电源切换电路，21电池电源，22控制电源，30、50脉冲圆板，32磁传感器，41电池，42电源供给部，51旋转轴。

Claims

1.一种伺服电动机，其特征在于，具有：

电动机，其具有旋转轴；以及

编码器，其生成多圈数据、1圈数据和累积多圈数据，并且，将所述多圈数据及所述累积多圈数据中的一方和所述1圈数据，发送至电动机控制装置，其中，该多圈数据是使用旋转信号对所述旋转轴的旋转次数进行计数而得到的，该旋转信号表示所述旋转轴的1圈旋转，该1圈数据表示1圈内的旋转角度，是使用角度信号计算出的，该角度信号表示所述旋转轴的旋转角度，该累积多圈数据是使用所述角度信号对所述旋转角度进行累积，以所述旋转轴旋转1圈为单位对所述旋转轴的旋转次数进行计数而得到的，

所述编码器具有：

旋转检测部，其对所述旋转轴的旋转位置进行检测；

第1多圈计数器，其使用基于所述旋转位置生成的所述旋转信号，生成第1多圈数据；

第2多圈计数器，其使用基于所述旋转位置生成的所述旋转信号，生成第2多圈数据；

第1累积数计算部，其使用基于所述旋转位置生成的所述角度信号，计算第1累积多圈数据；

第2累积数计算部，其使用基于所述旋转位置生成的所述角度信号，计算第2累积多圈数据；以及

第1比较诊断部，其通过对所述第1多圈数据、所述第2多圈数据、所述第1累积多圈数据和所述第2累积多圈数据是否是相同值进行比较，从而对由使用所述旋转信号生成的与旋转次数相关的至少2个值、和使用所述角度信号计算出的与旋转次数相关的至少2个值构成的至少4个值是否是相同值进行比较，基于比较结果，对该编码器是否故障进行诊断。

2.根据权利要求1所述的伺服电动机，其特征在于，

所述第1比较诊断部基于所述第1多圈数据、所述第2多圈数据、所述第1累积多圈数据和所述第2累积多圈数据中的哪个数据是与其他数据不同的值，推定该编码器内的故障部位。

3.根据权利要求1或2所述的伺服电动机，其特征在于，

所述旋转检测部是在所述编码器内配置1个，并且以光学方式对所述旋转轴的旋转位置进行检测的第1检测部，

所述旋转信号及所述角度信号是基于由所述第1旋转检测部检测出的旋转位置生成的。

4.根据权利要求1或2所述的伺服电动机，其特征在于，

所述旋转检测部具有：

第1检测部，其以光学方式对所述旋转轴的旋转位置进行检测；以及

第2检测部，其以磁方式对所述旋转轴的旋转位置进行检测，

基于由所述第1旋转检测部检测出的旋转位置，生成所述角度信号，

基于由所述第2旋转检测部检测出的旋转位置，生成所述旋转信号。

5.根据权利要求1或2所述的伺服电动机，其特征在于，

所述旋转检测部具有：

第2检测部，其以磁方式对所述旋转轴的旋转位置进行检测，

所述旋转信号中的一个旋转信号是基于由所述第1旋转检测部检测出的旋转位置生成的，所述旋转信号中的另一个旋转信号是基于由所述第2旋转检测部检测出的旋转位置生成的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的伺服电动机，其特征在于，

所述编码器还具有第2比较诊断部，该第2比较诊断部通过对所述第1多圈数据、所述第2多圈数据、所述第1累积多圈数据和所述第2累积多圈数据是否是相同值进行比较，而对该编码器是否故障进行诊断，

所述第1或第2比较诊断部通过对由所述第1比较诊断部进行故障诊断的诊断结果、和由所述第2比较诊断部进行故障诊断的诊断结果进行比较，对所述第1及第2比较诊断部是否故障进行诊断。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的伺服电动机，其特征在于，

所述编码器还具有第2比较诊断部，该第2比较诊断部对所述第2多圈数据和所述第2累积多圈数据是否是相同值进行比较，

所述第2比较诊断部将比较结果发送至所述第1比较诊断部，

所述第1比较诊断部使用所述比较结果，对该编码器是否故障进行诊断。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的伺服电动机，其特征在于，

所述编码器还具有：

控制电源，其在所述电动机控制装置的电源接通的期间供给电源；以及

电池电源，其在所述电动机控制装置的电源接通及断开的期间供给电源，

所述第1累积数计算部、所述第2累积数计算部及所述第1比较诊断部与所述控制电源连接，

所述旋转检测部、所述第1及第2多圈计数器与所述电池电源连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的伺服电动机，其特征在于，

所述编码器在由所述第1比较诊断部判定为该编码器故障的情况下，使该编码器的动作停止。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的伺服电动机，其特征在于，

所述编码器在由所述第1比较诊断部判定为该编码器故障的情况下，通过将所述第1多圈数据、所述第2多圈数据、所述第1累积多圈数据及所述第2累积多圈数据中的正常数据发送至所述电动机控制装置，从而使该编码器的动作继续。

11.一种伺服电动机，其特征在于，具有：

电动机，其具有旋转轴；以及

所述编码器具有：

旋转检测部，其对所述旋转轴的旋转位置进行检测；

多圈计数器，其使用基于所述旋转位置生成的所述旋转信号，生成所述多圈数据；

比较诊断部，其通过对所述多圈数据、所述第2多圈数据、所述第1累积多圈数据和所述第2累积多圈数据是否是相同值进行比较，从而对由使用所述旋转信号生成的与旋转次数相关的至少1个值、和使用所述角度信号计算出的与旋转次数相关的至少2个值构成的至少3个值是否是相同值进行比较，基于比较结果，对该编码器是否故障进行诊断。

12.一种编码器，其特征在于，

该编码器生成多圈数据、1圈数据和累积多圈数据，并且，将所述多圈数据及所述累积多圈数据中的一方和所述1圈数据发送至电动机控制装置，其中，该多圈数据是使用旋转信号对具有旋转轴的电动机的所述旋转轴的旋转次数进行计数而得到的，该旋转信号表示所述旋转轴的1圈旋转，该1圈数据表示1圈内的旋转角度，是使用角度信号计算出的，该角度信号表示所述旋转轴的旋转角度，该累积多圈数据是使用所述角度信号对所述旋转角度进行累积，以所述旋转轴旋转1圈为单位对所述旋转轴的旋转次数进行计数而得到的，

该编码器具有：

旋转检测部，其对所述旋转轴的旋转位置进行检测；