DE102004010687A1 - Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Servomotor offenbart mit eingebauter Treiberschaltung, in welchem ein Sensorschaltungsabschnitt, ein Treibersteuerschaltungsabschnitt und eine Motortreiberschaltung kollektiv auf zwei Platinen vorgesehen sind, hierdurch eine Vereinfachung und Größenreduzierung des Schaltungsaufbaus erreichend. In dem Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung sind der Sensorschaltungsabschnitt und der Treibersteuerschaltungsabschnitt auf einer Sensorschaltungsplatine ausgebildet und die Motortreiberschaltung ist auf einer Motortreiberplatine ausgebildet, hierdurch eine Größenreduzierung erzielend.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine neue Verbesserung eines Servomotors zum Erreichen einer Größenreduzierung. Die Größenreduzierung des Servomotors kann derart erreicht werden, dass eine Sensorschaltungsplatine mit einem Sensorschaltungsabschnitt und einem Treibersteuerschaltungsabschnitt versehen ist und dass eine Motortreiberplatine mit einer Leistungseinrichtung zum Antreiben einer Ständerwicklung und die Sensorschaltungsplatine in einer Sensorabdeckung nebeneinander angeordnet sind.
- Ein Motorcodiereraufbau kann als ein Beispiel eines konventionell verwendeten Servomotors mit eingebauter Treiberschaltung dieser Art erwähnt werden (siehe beispielsweise
JP 62-278408 A US 5,912,541 ). In den Motorcodierern, wie sie inJP 62-278408 A US 5,912,541 offenbart sind, ist der Motorabschnitt mit einem Codierer integriert und der Treiberschaltungsabschnitt als ein Treiber ist in einer Form eines von dem Motorhauptteil getrennten Gehäuses aufgebaut. - Der konventionelle Motor mit Bremse ist wie oben beschrieben aufgebaut und hat demnach die folgenden Probleme.
- In dem Treiber des konventionellen Aufbaus ist eine Isolierung zwischen Schaltungsplatinen erforderlich, da die Sensorplatine für den Decodierer, die Treibersteuerplatine für die Treibersteuerung und die Motortreiberplatine zum Antreiben der Ständerwicklung unabhängig voneinander vorliegen. Ferner ist es erforderlich, gegenseitiges Senden und Empfangen von Signalen zu bewirken, was eine große Zahl von ICs erfordert.
- Demnach ist der Servomotor als Ganzes einschließlich des Treibers eher groß, was zu einem ernsthaften Hindernis bei der Größenreduzierung eines Maschinenwerkzeugs, eines Roboters oder ähnlichem führt, wenn eine große Zahl von Servomotoren gleichzeitig für Mehrachsensteuerung verwendet werden.
- RESÜMEE DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf das Lösen des obigen Problems beim Stand der Technik gemacht. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, einen Servomotor bereitzustellen mit eingebauter Treiberschaltung, in welchem der Sensorabschnitt, der Treibersteuerabschnitt und der Motorsteuerabschnitt als eine integrale Einheit betrachtet werden, in welcher die Sensorschaltungsplatine mit einem Sensorschaltungsabschnitt versehen ist und einem Treibersteuerschaltungsabschnitt und in welcher eine Motortreiberplatine mit einer Leistungseinrichtung zum Antreiben der Ständerwicklung und die Sensorschaltungsplatine nebeneinander innerhalb einer Sensorabdeckung angeordnet sind, hierdurch eine Größenreduzierung erzielend.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung vorgesehen, in welchem ein sich aus einem Ständer und einem Rotor zusammensetzender Servomotor servo-angetrieben wird durch einen Sensorschaltungsabschnitt, einen Treibersteuerschaltungsabschnitt und einer Motortreiberschaltung, wobei der Sensorschaltungsabschnitt und der Treibersteuerschaltungsabschnitt auf einer Sensorschaltungsplatine vorgesehen sind. Ferner ist eine einen Codierer abdeckenden Sensorabdeckung an einem Ende des Servomotorabschnitts vorgesehen und eine Leistungseinrichtung der Motortreiberplatte wird in Kontakt gehalten mit einer Innenoberfläche der Sensorabdeckung. Ferner sind die Sensorschaltungsplatine und die Motortreiberplatine nebeneinander innerhalb der Sensorabdeckung derart angeordnet, dass sie axial beabstandet voneinander sind, wobei ihre Außendurchmesser kleiner sind als der Innendurchmesser der Sensorabdeckung und der Außendurchmesser des Servomotorabschnitts. Ferner ist die Sensorabdeckung aus Aluminium ausgebildet und hat eine Kühlrippe.
- In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:
-
1 eine Schnittansicht eines Servomotors mit eingebauter Treiberschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung; und -
2 ein schematisches Diagramm eines elektrischen Aufbaus jedes Abschnittes der1 - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
- Ein Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
- In
1 zeigt das Bezugszeichen1 ein zylindrisches Gehäuse mit einem Ständer3 an, um welchen eine Ständerwicklung2 gewickelt ist. Eine Frontabdeckung3 und eine rückwärtige Abdeckung4 sind an beiden Enden des zylindrischen Gehäuses1 montiert. - Eine Drehwelle
7 ist drehbar gelagert auf Lagern5 und6 , die jeweils an der Frontabdeckung3 und der rückwärtigen Abdeckung4 vorgesehen sind. Ein Rotor8 , der innerhalb des Ständers3 angeordnet ist, ist drehbar vorgesehen und ein elektromagnetischer Treiberabschnitt9 ist in der rückwärtigen Abdeckung4 vorgesehen. Der Ständer3 , der Rotor8 und ein Absolut-Codierer30 bilden einen Servomotorabschnitt100 . - Eine stationäre Platine
11 ist an der Frontabdeckungsseite des elektromagnetischen Treiberabschnitts9 unter Verwendung eines Bolzens10 befestigt, um einen Spalt D dazwischen beizubehalten. - Ein stationäre Bremsplatte
12 und eine bewegliche Bremsplatte13 sind in dem Spalt D angeordnet. Die stationäre Bremsplatte12 ist auf der Seite des Rotors8 befestigt und die bewegliche Bremsplatte13 ist mit dem elektromagnetischen Treiberabschnitt9 vermittels einer wohlbekannten (nicht dargestellten) Feder verbunden. - Demnach wird die bewegliche Bremsplatte
13 , wenn der elektromagnetische Treiberabschnitt9 nicht erregt wird, veranlasst, durch die elastische Kraft der Feder gegen die stationäre Bremsplatte12 gedrückt zu werden, um das Drehen des Rotors8 zu sichern. Wenn der elektromagnetische Treiberabschnitt9 erregt wird, wird die bewegliche Bremsplatte13 gegen die elastische Kraft der Feder angezogen, um hierdurch die stationäre Bremsplatte12 freizugeben, es dem Rotor8 ermöglichend, sich zu drehen. - Die stationäre Bremsplatte
11 , die bewegliche Bremsplatte13 und der elektromagnetische Treiberabschnitt9 bilden die elektromagnetisch-mechanische Bremse20 , welche von wohlbekannter Art ist. - Die Drehwelle
7 hat eine vorstehende Welle7a , welche durch eine Öffnung4a der rückwärtigen Abdeckung4 verläuft, um daraus hervorzuragen. Die vorstehende Welle7a ist mit einer Codeplatte21 versehen und eine Halteplatte22 , die an der rückwärtigen Abdeckung4 vorgesehen ist, ist mit einem lichtemittierenden Element23 versehen. - Eine aus einer Platine bestehende Sensorschaltungsplatte
25 ist an der rückwärtigen Abdeckung4 vermittels eines Trageelementes24 vorgesehen und ist in einer Position an der Außenseite befestigt, das heißt der Rückseite der Codeplatte21 . - Ein Lichtempfangselement
26 ist an einer Oberfläche der Sensorschaltungsplatte25 vorgesehen. Das lichtemittierende Element23 , die Codeplatte21 und das Lichtempfangselement26 bilden einen Codierer30 als Drehdetektor. Es ist auch möglich, einen wohlbekannten Drehmelder statt dieses Codierers zu verwenden. - An der anderen Oberfläche der Sensorschaltungsplatte
25 befinden sich ein aus einem IC bestehender wohlbekannter Sensorschaltungsabschnitt31 und ein Treibersteuerschaltungsabschnitt32 . Der Sensorschaltungsabschnitt31 führt Leistungs- und Signalverarbeitung an dem Codierer31 aus, hierdurch das Codierersignal zu dem Treibersteuerschaltungsabschnitt32 zuführend. Eine aus einem Material mit zufriedenstellender Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Aluminium (andere Materialien sind möglich) gebildete napfförmige Sensorabdeckung40 , ist auf der rückwärtigen Seite der rückwärtigen Abdeckung40 derart montiert, dass sie den Codierer30 abdeckt. - An der inneren Oberfläche der Sensorabdeckung
40 ist ein Halter41 vorgesehen, an welchem eine aus einer gedruckten Platine bestehende Motortreiberplatine42 montiert ist. Die Motortreiberplatine42 hat eine aus einem Leistungstransistor oder Ähnlichem bestehende Leistungseinrichtung43 , welche in Kontakt gehalten wird mit und verbunden ist mit der Innenoberfläche40a der Sensorabdeckung40 , hierdurch Wärmeleitung und Wärmeabstrahlung ermöglichend. - An der Oberfläche der Sensorabdeckung
40 sind Kühlrippen44 ausgebildet, mit Hilfe von welchen Wärmeabstrahlung mit hoher Effizienz möglich ist. - Wie wohlbekannt ist, ist an der Motortreiberplatine
42 eine Motortreiberschaltung43A zum Antreiben der Drei-Phasen-Ständerwindung2 durch die Leistungseinrichtung43 vorgesehen und der Treibersteuerschaltungsabschnitt32 steuert die Motortreiberschaltung43A . - Der äußere Durchmesser der Sensorschaltungsplatine
25 und der Motortreiberplatine42 sind kleiner als der innere Durchmesser der Sensorabdeckung40 und des äußeren Durchmessers des Sensormotorabschnittes100 . Die Sensorschaltungsplatine25 und die Motortreiberplatine42 sind nebeneinander innerhalb der Sensorabdeckung40 angeordnet und sind in axialer Richtung davon beabstandet voneinander. - Der Sensorschaltungsabschnitt
31 , der Treibersteuerschaltungsabschnitt32 und die Motortreiberschaltung43A sind elektrisch als unabhängige Schaltungen ausgebildet und sind ohne die Verwendung irgendwelcher elektrischer Isolationsschaltung etc. aufgebaut, wie sie beim Stand der Technik anzutreffen sind. - Beachte, dass die Platinen
25 und42 der1 , die oben beschrieben worden sind, wie in dem schematischen Diagramm der2 gezeigt, aufgebaut sind, welches zeigt, wie sie elektrisch verbunden sind. - Als Nächstes wird der Betrieb dieser Ausgestaltungsform beschrieben werden. Zuerst arbeitet in dem obenbeschriebenen Aufbau der elektromagnetische Treiberabschnitt
9 , um die bewegliche Bremsplatte13 anzuziehen und hierdurch die Bremse20 zur gleichen Zeit freizugeben, wie die Energiezufuhr eingeschaltet wird, und der Servomotorabschnitt100 startet das Drehen basierend auf einem Positionssignal (Zwischen-Schaltsignal) von dem Codierer30 . Daraufhin beginnt der Servoantrieb des Servomotorabschnitts100 , basierend auf einem Befehlssignal (nicht dargestellt) von außerhalb und einem Codierersignal vom Codierer30 . - Der Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, aufgebaut wie oben beschrieben, stellt die folgenden Wirkungen bereit.
- Bedingt dadurch, dass das Anordnen der Sensorschaltungsplatine mit Sensorschaltungsabschnitt und Treibersteuerschaltungsabschnitt und der Motortreiberplatine mit Motortreiberschaltung innerhalb der Sensorabdeckung der Sensorschaltungsplatte angeordnet sind, ist es möglich, einen Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung zu realisieren, welcher dieselbe Größe hat, wie der konventionelle Servomotor ohne eingebaute Treiberschaltung, hierdurch eine wesentlichere Reduzierung der Größe erzielend und Platzersparnis.
- Ferner können der Sensorschaltungsabschnitt, der Treibersteuerschaltungsabschnitt und die Motortreiberschaltung elektrisch verbunden werden ohne die Verwendung irgendwelcher Isolationsschaltungen zwischen zwei Leiterplatten, hierdurch eine Vereinfachung erzielend und eine Reduzierung der Größe des Schaltungsaufbaus.
Claims (4)
- Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung, in welchem ein einen Ständer und einem Rotor umfassender Servomotorabschnitt servo-angetrieben wird durch einen Sensorschaltungsabschnitt, einen Treibersteuerschaltungsabschnitt und einer Motortreiberschaltung, wobei der Sensorschaltungsabschnitt und der Treibersteuerschaltungsabschnitt auf einer Sensorschaltungsplatine vorgesehen sind.
- Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung gemäß Anspruch 1, wobei eine einen Codierer abdeckende Sensorabdeckung an einem Ende des Servomotorabschnitts vorgesehen ist und wobei eine Leistungseinrichtung der Motortreiberplatine in Kontakt gehalten wird mit einer Innenoberfläche der Sensorabdeckung.
- Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung nach Anspruch 2, wobei die Sensorschaltungsplatine und die Motortreiberplatine nebeneinander innerhalb der Sensorabdeckung angeordnet sind, um axial beabstandet voneinander zu sein, wobei ihre äußeren Durchmesser kleiner sind als der innere Durchmesser der Sensorabdeckung und der äußere Durchmesser des Servomotorabschnitts.
- Servomotor mit eingebauter Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei die Sensorabdeckung aus Aluminium ausgebildet ist und eine Kühlrippe hat.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |