CN115104252A - 具有编码器的电动机的组件 - Google Patents

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Abstract

为了降低具有编码器的电动机的线缆敷设花费，电动机(10)具有编码器接口(11)，该电动机能与调节单元(3)连接，以便从该调节单元(3)接收调整信号(u)，该编码器接口设计用于从编码器(2)接收编码器信号(s2)。此外，所述电动机(10)具有信号接口(12)，该信号接口设计用于将所述编码器信号(s2)传输给所述调节单元(3)。

Description

具有编码器的电动机的组件
技术领域
本发明涉及一种电动机，该电动机能与调节单元连接，以便从该调节单元接收调整信号。此外，本发明涉及一种组件，该组件包括根据本发明的电动机、调节单元、编码器、编码器线缆和连接线缆。此外，本发明涉及一种用于运行电动机的方法，其中，将编码器的编码器信号传输给调节单元，该调节单元在使用编码器信号的情况下确定调整信号并且将调整信号传递给电动机。
背景技术
电动机、尤其是伺服电机经常在工业设备中、尤其是在机床、包装机器、工业机器人等中使用。电动机的调节参量由调节单元通过调整信号的预定值来调节。为了能够实现调节，需要至少一个编码器，该编码器提供编码器信号，该编码器信号被反馈给调节单元。也可以设置多个编码器，例如一个主编码器和一个或多个从编码器。主编码器通常集成在电动机(主设备)上，而从编码器布置在从设备上并且由此远离电动机布置。因此，在从设备(例如与电动机连接的辊子)上布置有(从)编码器，其中，从从设备延伸至调节单元的线缆将编码器信号直接传递给调节单元。代替这种主从组合，例如也可以设置一个唯一的编码器，该唯一的编码器布置在电动机的外部。
调节单元处理编码器信号并且由此计算调整参量，该调整参量作为调整信号被传递给电动机。在此产生大的线缆敷设花费；尤其是，编码器的添加、移除或更换由于编码器与调节单元之间的长的线缆连接而是特别耗费的。
发明内容
因此，本发明的任务是，减少具有编码器的电动机的线缆敷设花费。
根据本发明，所述任务通过如下方式来解决，即，电动机具有编码器接口，该编码器接口设计用于从编码器接收编码器信号，其中，电动机具有信号接口，该信号接口设计用于将编码器信号传输给调节单元。在包括根据本发明的电动机、调节单元、编码器、编码器线缆和连接线缆的组件中，编码器接口可以经由编码器线缆与编码器连接，以便从编码器接收编码器信号，并且电动机的信号接口经由连接线缆与调节单元连接，以便将编码器信号传输给调节单元。
此外，所述任务通过一种方法来解决，其方式为将编码器信号从编码器传输给电动机并且将编码器信号从电动机传输给调节单元。
因此，根据本发明，编码器不是直接经由线缆与调节单元连接，而是优选经由编码器线缆与电动机连接。作为电动机，尤其是可以设置伺服电机。此外，编码器信号由电动机传递给调节单元。调节单元处理编码器信号并且由此确定调整参量，该调整参量又被传输给电动机。因为编码器与电动机连接而不是直接与调节单元连接，所以确保了更简单的线缆敷设，尤其是当编码器靠近电动机并且距离调节单元更远定位时。通过将编码器连接在电动机的编码器接口上得到调节单元、电动机和编码器的模块化的、更简单的连接，其中，电动机形成中心。因此能够容易地更换、移除或添加编码器。
优选地，信号接口设计用于将编码器信号本身转达给调节单元。这意味着，编码器信号由电动机循环通过(durchgeschliffen)并且未经改变地转达给调节单元。替代地，也可以处理编码器信号(例如调制到合适的载波上)并且如此地传输给调节单元。
电动机可以设计用于将另一编码器的另一编码器信号传递给调节单元。因此，除了所述编码器信号之外，所述另一编码器信号也可以由电动机传递给调节单元。调节单元处理所述编码器信号和所述另一编码器信号并且由此确定调整参量，该调整参量又被传输给电动机。尤其是，所述编码器可以设置为从编码器并且所述另一编码器可以设置为主编码器。
所述另一编码器可以集成在电动机上。因此，所述另一编码器信号直接存在于电动机上并且可以从电动机传输给调节单元。作为另一编码器，尤其是当所述另一编码器集成在电动机上时，例如可以设置分解器、增量式编码器、绝对值编码器等。通过所述另一编码器例如可以确定位置作为另一编码器信号。
优选地，信号接口设计用于将所述另一编码器信号传输给调节单元。因此，通过信号接口不仅将所述编码器信号而且也将所述另一编码器信号传输给调节单元。
可以将连接线缆连接到电动机的信号接口上以及连接到调节单元上，以便将所述编码器信号和所述另一编码器信号经由连接线缆传输给调节单元。因此，不仅所述编码器信号而且另一编码器信号能够经由共同的信号接口和与之连接的共同的连接线缆被传输给调节单元，由此降低了线缆敷设花费。
如果信号接口设计用于将所述编码器信号和所述另一编码器信号传输给调节单元，则在包括电动机、调节单元、编码器、所述另一编码器(其也可以集成在电动机上)、编码器线缆和连接线缆的组件中，编码器接口可以经由编码器线缆与编码器连接，以便从编码器接收编码器信号，并且信号接口经由连接线缆与调节单元连接，以便将所述编码器信号和所述另一编码器信号传输给调节单元。
优选地，信号接口设计用于将所述另一编码器信号本身转达给调节单元。这意味着，所述另一编码器信号未经改变地被转达给调节单元(如果所述另一编码器没有集成在电动机上，则所述另一编码器信号由电动机循环通过至调节单元)。替代地，也可以处理所述另一编码器信号(例如调制到合适的编码器载波信号上)并且如此地传输给调节单元。
特别有利的是，所述编码器信号和所述另一编码器信号经由连接线缆的编码器信号导线传输给调节单元。这可以通过将所述编码器信号(和所述另一编码器信号)调制到共同的编码器载波信号上来实现。
信号接口可以设计用于从调节单元接收调整信号。
优选地，调整信号经由连接线缆从调节单元传递给电动机。
如果信号接口设计用于将编码器信号传输给调节单元以及从调节单元接收调整信号，则在包括电动机、编码器的调节单元、编码器线缆和连接线缆的组件中，编码器接口可以经由编码器线缆与编码器连接，以便从编码器接收编码器信号，并且电动机的信号接口经由连接线缆与调节单元连接，以便将编码器信号传输给调节单元以及从调节单元接收调整信号。
如果信号接口设计用于将所述编码器信号和所述另一编码器信号传输给调节单元以及从调节单元接收调整信号，则在包括电动机、调节单元、所述另一编码器(其也可以集成在电动机上)、编码器、编码器线缆和连接线缆的组件中，编码器接口可以经由编码器线缆与编码器连接，以便从编码器接收编码器信号，并且电动机的信号接口经由连接线缆与调节单元连接，以便将所述编码器信号和所述另一编码器信号传输给调节单元以及从调节单元接收调整信号。
由此能够进一步降低线缆敷设花费。如果编码器信号、另一编码器信号和调整信号经由同一连接线缆、例如经由具有双线导线的一条连接线缆被引导，则在调节单元与电动机之间仅需要一条连接线缆。仅需要在编码器与电动机之间的一条附加的编码器线缆，用于将编码器信号从编码器传输给电动机。如果在连接线缆中通过两条线形成双线导线，则信号作为电压在所述两条线之间传输。
编码器线缆也可以实施为混合线缆并且除了编码器信号之外还传输另外的信号。
附图说明
接下来参照图1a至图4详细阐述本发明，这些图示例性地、示意性地并且非限制性地示出本发明的有利设计方案。在图中：
图1a示出根据现有技术的包括电动机、调节单元和编码器的组件，
图2b示出具有另一编码器的组件，
图2a示出根据本发明的包括电动机、调节单元和编码器的组件，
图2b示出具有另一编码器的组件，
图3示出一种优选的设计方案，
图4示出一种特别优选的设计方案。
具体实施方式
在图1a中示出由现有技术已知的包括电动机10连同调节单元3和编码器2的组件。编码器2将编码器信号s2经由直接导线d2直接传递给调节单元3。也可以将编码器信号s2调制到编码器载波上并且经由直接导线d2传输。调节单元3在使用编码器信号s2的情况下计算调整参量，该调整参量作为调整信号u经由调整信号导线lu传递给电动机10，以便调节电动机10的调节参量、例如转矩或转速。
在图1b中示出图1a中的组件，其中，附加地设置有在此集成在电动机10上的另一编码器1。所述另一编码器1为电动机10提供另一编码器信号s1。所述另一编码器1可以用作主编码器，并且编码器2可以用作从编码器，其中，电动机10用作主设备。从设备(例如与电动机10连接的辊子)本身在图1b中未示出。此外，所述另一编码器信号s1从电动机10经由另一编码器信号导线l1传递给调节单元3，其中，所述另一编码器信号s1本身可以经由所述另一编码器信号导线l1传输，或者也可以首先被处理(例如被调制到另一编码器载波上)并且然后(在所述另一编码器载波上调制地)经由所述另一编码器信号导线l1传输。调节单元3在使用编码器信号s2和所述另一编码器信号s1的情况下计算调整参量。如已经在图1a的组件中示出的那样，所述调整参量作为调整信号u经由调整信号导线lu传递给电动机10，以便调节电动机10的调节参量、例如转矩或转速。
与此相对地，在图2a中示出根据本发明的包括电动机10连同调节单元3和编码器2的组件。调节单元3类似于图1a和图1b在使用编码器信号s2的情况下计算调整参量，该调整参量作为调整信号u经由调整信号导线lu传递给电动机10，以便例如调节电动机10的转矩和/或转速。
然而，根据本发明，电动机10具有编码器接口11，该编码器接口设计用于从编码器2接收编码器信号u2。为此可以设置具有编码器导线l5的编码器线缆5，该编码器线缆将编码器2与电动机10连接(在图2a中未示出编码器线缆5)。
此外，电动机10具有信号接口12，该信号接口设计用于将编码器信号s2传输给调节单元3。因此，编码器2产生编码器信号s2。然而，不同于图1，该编码器信号不是直接经由直接导线d2传输至调节单元3，而是经由编码器导线l5传输至电动机10。电动机10将编码器信号s2传递给调节单元3。这可以通过如下方式实现，即，将编码器信号s2本身、即未经改变地转达(即循环通过)，或者首先(经由处理单元、优选调制单元)处理编码器信号s2并且将该编码器信号以经处理的形式(例如调制到合适的编码器载波信号上)传输给调节单元3。
与此相对地，在图2b中示出图2a中的组件，然而具有优选集成在电动机10上的另一编码器1，其中，所述另一编码器1为电动机10提供另一编码器信号s1。所述另一编码器信号s1由电动机10经由另一编码器信号导线l1传递给调节单元3。在此，调节单元4因此在使用编码器信号s2和所述另一编码器信号u1的情况下计算调整参量，该调整参量作为调整信号u经由调整信号导线lu传递给电动机10，以便例如调节电动机10的转矩和/或转速。
也可以将附加的编码器(未示出)经由附加的编码器导线与电动机10连接并且将另外的编码器信号传输给电动机10。优选地，电动机10也将所述另外的编码器信号传输给调节单元3，其方式为将所述另外的编码器信号本身、即未经改变地转达，或者首先处理所述另外的编码器信号并且将所述另外的编码器信号以处理的形式(优选调制到编码器载波信号上)传输。所述另一编码器信号s1的处理可以通过另一处理单元(优选另一调制单元)或者(只要存在)通过已设置用于处理(优选调制)编码器信号s2的处理单元(优选调制单元)来进行。
如果电动机10在没有编码器2的情况下运行，则编码器接口11可以空出亦或用遮盖物封闭。当电动机10还具有另一编码器1(该另一编码器优选集成在电动机10上)时，这是有利的。
编码器2可以实施为从编码器，所述另一编码器1可以实施为主编码器。优选地设置有从编码器，以便检测旋转运动作为编码器信号，其中，调节单元2调节线性运动或其它运动学运动并且相应地计算调整参量并且将调整参量传递给电动机10。
因此，可以设置例如线性轴(主轴驱动装置)作为编码器(尤其是当实施为从编码器时)，在所述线性轴中安装有线性测量系统。作为另一编码器1(尤其是实施为主编码器)，例如可以设置电动机10的绕组温度传感器，其中，电动机10的绕组温度可以设置作为另一编码器信号s1。例如，电动机10(主设备)可以例如经由传动装置与压辊(从设备)连接，其中，编码器2(作为从设备)布置在压辊上。编码器2例如将压辊的转速或转角作为编码器信号s2传递给电动机10，该电动机将编码器信号s2经由编码器信号导线l2转达给调节单元4。电动机10也可以(如果如在图2b中所示出的那样设置另一编码器1)将所述另一编码器信号s1例如经由另一编码器信号导线l1转达给调节单元4。调节单元4例如可以通过级联控制(Kaskadenregelung)来预定额定转速或额定转角作为调整参量。调整参量作为调整信号u经由调整信号导线lu传递给电动机10，以便例如调节电动机10的转矩和/或转速。
在图3中示出一种有利的设计方案。在此，信号接口12设计用于将编码器信号s2和所述另一编码器信号s1传输给调节单元3。相应地，连接线缆4包括编码器信号导线l2和另一编码器信号导线l1，以便将编码器信号u2连同所述另一编码器信号s1一起经由连接线缆4传输。此外，信号接口12设计用于从调节单元3接收调整信号u，因此连接线缆4也包括调整信号导线lu，以便将调整信号u从调节单元3传输给电动机10。为了将编码器信号s2传输给电动机10，优选设置具有编码器导线l5的编码器线缆5，该编码器线缆与编码器2和电动机10的编码器接口11连接并且因此使编码器2与电动机10连接。
编码器信号u2和/或调整信号u当然也可以经由自身的连接线缆传输给调节单元3/从调节单元传输，以此与经由共同的连接线缆4的传输相比，线缆敷设花费自然又提高。
在图4中示出一种特别有利的设计方案。在此，编码器信号s2和所述另一编码器信号s1共同经由连接线缆4的一条编码器信号导线l12传输。这可以通过(由共同的调制单元或两个分开的调制单元)将编码器信号s2和所述另一编码器信号s1调制到编码器信号导线l12的编码器载波信号上来实现。因此，在连接线缆4中仅需要一条调整信号导线lu和一条编码器信号导线l12。例如，可以设置双导线连接作为编码器信号导线l12。

Claims (17)

1.一种电动机(10)，该电动机能与调节单元(3)连接，以便从该调节单元(3)接收调整信号(u)，其特征在于，所述电动机(10)具有编码器接口(11)，该编码器接口设计用于从编码器(2)接收编码器信号(s2)，并且所述电动机(10)具有信号接口(12)，该信号接口设计用于将所述编码器信号(s2)传输给所述调节单元(3)。
2.根据权利要求1所述的电动机(10)，其特征在于，所述信号接口(12)设计用于将所述编码器信号(s2)本身转达给所述调节单元(3)。
3.根据权利要求1或2所述的电动机(10)，其特征在于，所述电动机(10)设计用于将另一编码器(1)的另一编码器信号(s1)传递给所述调节单元(3)。
4.根据权利要求3所述的电动机(10)，其特征在于，所述另一编码器(1)集成在所述电动机(10)上。
5.根据权利要求3或4所述的电动机(10)，其特征在于，所述信号接口(12)设计用于将所述另一编码器信号(s1)传输给所述调节单元(3)。
6.根据权利要求5所述的电动机(10)，其特征在于，所述信号接口(12)设计用于将所述另一编码器信号(s2)未经改变地转达给所述调节单元(3)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，所述信号接口(12)设计用于从所述调节单元(3)接收所述调整信号(u)。
8.一种组件，该组件包括根据权利要求1或2所述的电动机(10)、调节单元(3)、编码器(2)、编码器线缆(5)和连接线缆(4)，其中，所述编码器接口(11)经由所述编码器线缆(5)与所述编码器(2)连接，以便从所述编码器(2)接收编码器信号(s2)，并且所述电动机(10)的信号接口(12)经由所述连接线缆(4)与所述调节单元(3)连接，以便将所述编码器信号(s2)传输给所述调节单元(3)。
9.一种组件，该组件包括根据权利要求5或6所述的电动机(10)、调节单元(3)、编码器(2)、另一编码器(1)、编码器线缆(5)和连接线缆(4)，其中，所述编码器接口(11)经由所述编码器线缆(5)与所述编码器(2)连接，以便从所述编码器接收编码器信号(s2)，并且所述信号接口(12)经由所述连接线缆(4)与所述调节单元(3)连接，以便将所述编码器信号(s2)和所述另一编码器信号(s1)传输给所述调节单元(3)。
10.一种组件，该组件包括根据权利要求7所述的电动机(10)、调节单元(3)、编码器(2)、编码器线缆(5)和连接线缆(4)，其中，所述编码器接口(11)经由所述编码器线缆(5)与所述编码器(2)连接，以便从所述编码器(2)接收编码器信号(s2)，并且所述电动机(10)的信号接口(12)经由所述连接线缆(4)与所述调节单元(3)连接，以便将所述编码器信号(s2)传输给所述调节单元(3)以及从所述调节单元(3)接收调整信号(u)。
11.一种用于运行电动机(10)的方法，其中，将编码器(2)的编码器信号(u2)传输给调节单元(3)，并且所述调节单元(3)在使用所述编码器信号(u2)的情况下确定调整信号(u)并且将该调整信号传递给所述电动机(10)，其特征在于，将所述编码器信号(u2)从所述编码器(2)传输给所述电动机(10)并且将所述编码器信号(u2)从所述电动机(10)传输给所述调节单元(3)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电动机(10)将所述编码器信号(u2)未经改变地转达给所述调节单元(3)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，将连接线缆(4)连接到所述电动机(10)的信号接口(12)上并且连接到所述调节单元(3)上，并且将所述编码器信号(u2)经由所述连接线缆(4)传输给所述调节单元(3)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述电动机(10)将另一编码器(1)的另一编码器信号(u1)——优选未经改变地——传输给所述调节单元(3)，并且所述调节单元(3)在使用所述另一编码器信号(u1)的情况下确定所述调整信号(u)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述另一编码器信号(u1)经由所述连接线缆(4)传输给所述调节单元(3)。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述编码器信号(u2)和所述另一编码器信号(u1)经由所述连接线缆(4)的调整信号导线(l12)传输给所述调节单元(3)。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其特征在于，将所述调整信号(u)经由所述连接线缆(4)从所述调节单元(3)传输给所述电动机(10)。
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