JP2000314639A - Ａｃサーボモータ用エンコーダ - Google Patents
Ａｃサーボモータ用エンコーダInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＡＣサーボモータ用エンコーダを小型化す
る。 【解決手段】 ＡＢ相のインクリメンタル信号を発生す
るインクリメンタル信号発生手段と、３相のサーボモー
タ用ポールセンサ信号ＵＶＷを発生するサーボモータ用
ポールセンサ信号発生手段とを有するＡＣサーボモータ
用エンコーダにおいて、ポールセンサ信号を、３相の内
のＵ相のモータ誘起電圧ＥＭＦと同期したＵ相信号１
と、このＵ相信号と９０°位相がずれた信号のＸ相信号
２との２相信号による削減構成として、１相分の回転デ
ィスク上トラック、センサ、処理回路を削減できるもの
である。
る。 【解決手段】 ＡＢ相のインクリメンタル信号を発生す
るインクリメンタル信号発生手段と、３相のサーボモー
タ用ポールセンサ信号ＵＶＷを発生するサーボモータ用
ポールセンサ信号発生手段とを有するＡＣサーボモータ
用エンコーダにおいて、ポールセンサ信号を、３相の内
のＵ相のモータ誘起電圧ＥＭＦと同期したＵ相信号１
と、このＵ相信号と９０°位相がずれた信号のＸ相信号
２との２相信号による削減構成として、１相分の回転デ
ィスク上トラック、センサ、処理回路を削減できるもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＣサーボモータ
用エンコーダ、特にそれを小型化することができるＡＣ
サーボモータ用エンコーダに関する。
用エンコーダ、特にそれを小型化することができるＡＣ
サーボモータ用エンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＡＣサーボモータ用エンコー
ダは、分解能パルスと呼ばれるＡ相、Ｂ相（例１０００
Ｐ／Ｒ、２０００Ｐ／Ｒ等）と１回転に１パルスのＺ相
の原点信号と、それぞれのモータの３相磁極Ｕ、Ｖ、Ｗ
に同期した３つのポールセンサ信号Ｕ、Ｖ、Ｗを有して
いる。インクリメンタル型では、例えば、回転ディジタ
ルディスクの複数のスリットを光学手段等により読取っ
て、９０度位相差のあるＡ、Ｂ相パルスを生成して相対
的な回転角検出に用いている。又、ポールセンサ信号
Ｕ、Ｖ、Ｗも同様な回転ディスクのＵ、Ｖ、Ｗの信号が
形成されたスリットを読取る光学式、又はホール素子等
を用いる磁気式による生成信号によってモータの停止位
置を検出してモータの起動に用いている。図７は、従来
のＡＣサーボモータ用エンコーダのポールセンサ信号を
示す図であり、図７（ａ）はＵＶＷ相誘起電圧ＥＭＦと
ポールセンサ信号の同期状態を示す図で、図７（ｂ）は
ポールセンサ信号の分解能を示す図である。ＡＣサーボ
コントローラ（図示していない）は、電源投入時に、エ
ンコーダから出力されるポールセンサ信号Ｕ、Ｖ、Ｗに
より、電気角１周期を、 （１）、０〜６０° （２）、６０〜１２０° （３）、１２０〜１８０° （４）、１８０〜２４０° （５）、２４０〜３００° （６）、３００〜３６０°（０°） の６分割で読取ることができる。ＡＣサーボコントロー
ラは６分割のそれぞれ中央値（３０、９０、１５０、２
１０、２７０、３３０度）にモータ磁極があると判断す
ることによって、少なくとも正しい位置の±３０度の範
囲の位置を知ることができる。これによって大体の磁極
位置を割り出してモータに流す電流の位相を決定してモ
ータを回し始め、Ａ相、Ｂ相の進み、遅れから正転、逆
転を判断して、正転ならば次にＵ相信号が立ち上がった
時点で、逆転ならば立ち下がった時点で位相を０度にリ
セットして、そこからはＡ、Ｂ相をカウントすることに
よって正確な位相でモータに電流を流しモータを回して
いた。
ダは、分解能パルスと呼ばれるＡ相、Ｂ相（例１０００
Ｐ／Ｒ、２０００Ｐ／Ｒ等）と１回転に１パルスのＺ相
の原点信号と、それぞれのモータの３相磁極Ｕ、Ｖ、Ｗ
に同期した３つのポールセンサ信号Ｕ、Ｖ、Ｗを有して
いる。インクリメンタル型では、例えば、回転ディジタ
ルディスクの複数のスリットを光学手段等により読取っ
て、９０度位相差のあるＡ、Ｂ相パルスを生成して相対
的な回転角検出に用いている。又、ポールセンサ信号
Ｕ、Ｖ、Ｗも同様な回転ディスクのＵ、Ｖ、Ｗの信号が
形成されたスリットを読取る光学式、又はホール素子等
を用いる磁気式による生成信号によってモータの停止位
置を検出してモータの起動に用いている。図７は、従来
のＡＣサーボモータ用エンコーダのポールセンサ信号を
示す図であり、図７（ａ）はＵＶＷ相誘起電圧ＥＭＦと
ポールセンサ信号の同期状態を示す図で、図７（ｂ）は
ポールセンサ信号の分解能を示す図である。ＡＣサーボ
コントローラ（図示していない）は、電源投入時に、エ
ンコーダから出力されるポールセンサ信号Ｕ、Ｖ、Ｗに
より、電気角１周期を、 （１）、０〜６０° （２）、６０〜１２０° （３）、１２０〜１８０° （４）、１８０〜２４０° （５）、２４０〜３００° （６）、３００〜３６０°（０°） の６分割で読取ることができる。ＡＣサーボコントロー
ラは６分割のそれぞれ中央値（３０、９０、１５０、２
１０、２７０、３３０度）にモータ磁極があると判断す
ることによって、少なくとも正しい位置の±３０度の範
囲の位置を知ることができる。これによって大体の磁極
位置を割り出してモータに流す電流の位相を決定してモ
ータを回し始め、Ａ相、Ｂ相の進み、遅れから正転、逆
転を判断して、正転ならば次にＵ相信号が立ち上がった
時点で、逆転ならば立ち下がった時点で位相を０度にリ
セットして、そこからはＡ、Ｂ相をカウントすることに
よって正確な位相でモータに電流を流しモータを回して
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
はＡＣサーボモータが小型化されていくに従って、エン
コーダも小型化を要求されてきているが、ポールセンサ
信号はＡＣサーボモータをコントロールする上で必要不
可欠な信号であり、それには回転ディスク上に専用のト
ラックと、検出用センサ等が円周方向に１相ずつ必要で
あって、その処理回路も必要なのでエンコーダの小型化
の妨げとなっているという問題があった。また、ポール
センサ信号は絶対値的な信号であって、電気角３６０度
内に同じ出力信号があってはならないものであり、検出
信号を減らすことが難しいという問題があった。そこ
で、本発明は、ポールセンサ信号の検出用センサ、回転
ディスクのトラックおよび処理回路を削減してエンコー
ダを小型化できるＡＣサーボモータ用エンコーダを提供
することを目的としている。
はＡＣサーボモータが小型化されていくに従って、エン
コーダも小型化を要求されてきているが、ポールセンサ
信号はＡＣサーボモータをコントロールする上で必要不
可欠な信号であり、それには回転ディスク上に専用のト
ラックと、検出用センサ等が円周方向に１相ずつ必要で
あって、その処理回路も必要なのでエンコーダの小型化
の妨げとなっているという問題があった。また、ポール
センサ信号は絶対値的な信号であって、電気角３６０度
内に同じ出力信号があってはならないものであり、検出
信号を減らすことが難しいという問題があった。そこ
で、本発明は、ポールセンサ信号の検出用センサ、回転
ディスクのトラックおよび処理回路を削減してエンコー
ダを小型化できるＡＣサーボモータ用エンコーダを提供
することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ＡＢ相のインクリメンタル
信号を発生するインクリメンタル信号発生手段と、３相
のサーボモータ用ポールセンサ信号ＵＶＷを発生するサ
ーボモータ用ポールセンサ信号発生手段とを有するＡＣ
サーボモータ用エンコーダにおいて、前記ポールセンサ
信号を、３相の内のＵ相のモータ誘起電圧ＥＭＦと同期
したＵ相信号と、前記Ｕ相信号と９０度位相のずれた出
力信号との２相の信号により構成したことを特徴として
いる。また、請求項２記載の発明は、ＡＢ相のインクリ
メンタル信号を発生するインクリメンタル信号発生手段
と、３相のサーボモータ用ポールセンサ信号ＵＶＷを発
生するサーボモータ用ポールセンサ信号発生手段とを有
するＡＣサーボモータ用エンコーダにおいて、前記ポー
ルセンサ信号を、３相の内のＵ相のモータ誘起電圧ＥＭ
Ｆと同期したＵ相信号と、前記Ｕ相信号と一定角度位相
のずれた出力信号との２相の信号により構成したことを
特徴としている。また、請求項３記載の発明は、ＡＢ相
のインクリメンタル信号を発生するインクリメンタル信
号発生手段と、サーボモータ用のポールセンサ信号を発
生するサーボモータ用ポールセンサ信号発生手段とを有
するＡＣサーボモータ用エンコーダにおいて、モータ１
回転１周期で、前記１周期中に１回転１パルスの原点信
号の中心位置以外で同一出力位置を持たない鋸歯状波形
のアナログポールセンサ信号を有し、前記アナログポー
ルセンサ信号の切換わり点が前記原点信号と同期し、前
記原点信号はモータＵ相誘起電圧ＥＭＦの電気角０度点
と同期していることを特徴としている。また、請求項４
記載の発明は、前記アナログポールセンサ信号を、Ａ／
Ｄ変換してモータ１回転をＡ／Ｄコンバータの分解能に
分割することにより停止位置検出を行うことを特徴とし
ている。また、請求項５記載の発明は、前記ポールセン
サ信号発生用の回転ディスクは、ディスク外周部に１回
転１パルスの原点信号を形成した原点信号用トラック
と、内周部に前記原点位置の中心位置を始点および終点
位置として始点から終点に向け光透過量を直線的に変化
させて鋸歯状波を発生させるポールセンサ用トラックを
形成したアナログディスクであることを特徴としてい
る。上記構成によれば、ポールセンサ信号をＵ相信号と
９０°又は、一定角度位相がずれた信号との２相信号で
構成したので、ポールセンサ信号のセンサ、回転ディス
クのトラックおよび処理回路を１相分無くせるので、エ
ンコーダを小型化できる。あるいは、アナログディスク
を用いて１本のトラックにより鋸歯状波形のポールセン
サ信号を発生させるので、１本のポールセンサ信号だけ
で済み、センサ、回転ディスクのトラックおよび処理回
路を２相分無くすことができるので、エンコーダを更に
小型化できる。
め、請求項１記載の発明は、ＡＢ相のインクリメンタル
信号を発生するインクリメンタル信号発生手段と、３相
のサーボモータ用ポールセンサ信号ＵＶＷを発生するサ
ーボモータ用ポールセンサ信号発生手段とを有するＡＣ
サーボモータ用エンコーダにおいて、前記ポールセンサ
信号を、３相の内のＵ相のモータ誘起電圧ＥＭＦと同期
したＵ相信号と、前記Ｕ相信号と９０度位相のずれた出
力信号との２相の信号により構成したことを特徴として
いる。また、請求項２記載の発明は、ＡＢ相のインクリ
メンタル信号を発生するインクリメンタル信号発生手段
と、３相のサーボモータ用ポールセンサ信号ＵＶＷを発
生するサーボモータ用ポールセンサ信号発生手段とを有
するＡＣサーボモータ用エンコーダにおいて、前記ポー
ルセンサ信号を、３相の内のＵ相のモータ誘起電圧ＥＭ
Ｆと同期したＵ相信号と、前記Ｕ相信号と一定角度位相
のずれた出力信号との２相の信号により構成したことを
特徴としている。また、請求項３記載の発明は、ＡＢ相
のインクリメンタル信号を発生するインクリメンタル信
号発生手段と、サーボモータ用のポールセンサ信号を発
生するサーボモータ用ポールセンサ信号発生手段とを有
するＡＣサーボモータ用エンコーダにおいて、モータ１
回転１周期で、前記１周期中に１回転１パルスの原点信
号の中心位置以外で同一出力位置を持たない鋸歯状波形
のアナログポールセンサ信号を有し、前記アナログポー
ルセンサ信号の切換わり点が前記原点信号と同期し、前
記原点信号はモータＵ相誘起電圧ＥＭＦの電気角０度点
と同期していることを特徴としている。また、請求項４
記載の発明は、前記アナログポールセンサ信号を、Ａ／
Ｄ変換してモータ１回転をＡ／Ｄコンバータの分解能に
分割することにより停止位置検出を行うことを特徴とし
ている。また、請求項５記載の発明は、前記ポールセン
サ信号発生用の回転ディスクは、ディスク外周部に１回
転１パルスの原点信号を形成した原点信号用トラック
と、内周部に前記原点位置の中心位置を始点および終点
位置として始点から終点に向け光透過量を直線的に変化
させて鋸歯状波を発生させるポールセンサ用トラックを
形成したアナログディスクであることを特徴としてい
る。上記構成によれば、ポールセンサ信号をＵ相信号と
９０°又は、一定角度位相がずれた信号との２相信号で
構成したので、ポールセンサ信号のセンサ、回転ディス
クのトラックおよび処理回路を１相分無くせるので、エ
ンコーダを小型化できる。あるいは、アナログディスク
を用いて１本のトラックにより鋸歯状波形のポールセン
サ信号を発生させるので、１本のポールセンサ信号だけ
で済み、センサ、回転ディスクのトラックおよび処理回
路を２相分無くすことができるので、エンコーダを更に
小型化できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について図を参照して説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態に係るＡＣサーボモータ用エンコーダのポー
ルセンサ信号を示す図である。図２は図１に示すポール
センサ信号による位置検出動作を示す図である。図３は
図１に示すエンコーダの動作ブロック図である。図１に
おいて、図１（ａ）はＵ相誘起電圧ＥＭＦとポールセン
サ信号の同期関係を示す図であり、図１（ｂ）はポール
センサ信号の位置検出分解能を示し、エンコーダＵ相１
は、モータＵ相磁極つまりＵ相誘起電圧ＥＭＦに同期し
たＵ相ポールセンサ信号である。エンコーダＸ相２は、
Ｖ相Ｗ相とは非同期でエンコーダＵ相１とは電気角で９
０°位相のずれたＸ相信号である。エンコーダＵ相１と
エンコーダＸ相２は、例えば、回転ディスク上にＵ相１
用のスリットと、９０°位相のずれたＸ相２用のディジ
タル信号用スリットを形成して、センサにより読取り、
処理回路で整形して発生させる。このような、Ｕ相ポー
ルセンサ信号のエンコーダＵ相１と、Ｕ相１とは電気角
で９０°位相がずれて、他のＶ相、Ｗ相とは非同期の信
号のエンコーダＸ相２、２つの信号を出力することによ
って、図１（ｂ）に示すように、電気角で１周期３６０
°を、９０°ずつ次のように４分割する。 （１）、０〜９０° （２）、９０〜１８０° （３）、１８０°〜２７０° （４）、２７０〜３６０°（０°） ちなみに、ここではポール数Ｐ＝２極の場合を示し、従
来例のように信号ＵＶＷが３個の場合は３６０／６０の
６分割となり、又、ポール数Ｐ＝４個ならポールセンサ
信号は１回転２周期となり、分割数は増える。図３はＡ
Ｃサーボモータ用エンコーダのブロック図であり、１０
はサーボモータ用エンコーダで、回転ディジタルディス
クによりインクリメンタル信号のＡ相パルス３、９０°
位相がずれるＢ相パルス４、原点信号Ｚ相パルス５、の
各信号と、ポールセンサ信号のエンコーダＵ相１、９０
°位相のずれるエンコーダＸ相２、の各信号を発生させ
る。各信号はＡＣサーボコントローラ１１へ入力して、
Ａ相３、Ｂ相４の信号パルスはカウンタ１２でカウント
されて、マイコン１３で相対的な位置信号として処理さ
れる。このようなエンコーダ１０はＵ相、Ｘ相信号によ
り、モータが４分割領域のどの位置に今いるかをＡＣサ
ーボコントローラ１１に知らせて、サーボコントローラ
１１は４分割のそれぞれの領域の中央値（４５、１３
５、２２５、３１５°）に、モータが停止していると判
断することによって、少なくとも正しい位置の±４５度
の範囲の位置を知ることができる。
について図を参照して説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態に係るＡＣサーボモータ用エンコーダのポー
ルセンサ信号を示す図である。図２は図１に示すポール
センサ信号による位置検出動作を示す図である。図３は
図１に示すエンコーダの動作ブロック図である。図１に
おいて、図１（ａ）はＵ相誘起電圧ＥＭＦとポールセン
サ信号の同期関係を示す図であり、図１（ｂ）はポール
センサ信号の位置検出分解能を示し、エンコーダＵ相１
は、モータＵ相磁極つまりＵ相誘起電圧ＥＭＦに同期し
たＵ相ポールセンサ信号である。エンコーダＸ相２は、
Ｖ相Ｗ相とは非同期でエンコーダＵ相１とは電気角で９
０°位相のずれたＸ相信号である。エンコーダＵ相１と
エンコーダＸ相２は、例えば、回転ディスク上にＵ相１
用のスリットと、９０°位相のずれたＸ相２用のディジ
タル信号用スリットを形成して、センサにより読取り、
処理回路で整形して発生させる。このような、Ｕ相ポー
ルセンサ信号のエンコーダＵ相１と、Ｕ相１とは電気角
で９０°位相がずれて、他のＶ相、Ｗ相とは非同期の信
号のエンコーダＸ相２、２つの信号を出力することによ
って、図１（ｂ）に示すように、電気角で１周期３６０
°を、９０°ずつ次のように４分割する。 （１）、０〜９０° （２）、９０〜１８０° （３）、１８０°〜２７０° （４）、２７０〜３６０°（０°） ちなみに、ここではポール数Ｐ＝２極の場合を示し、従
来例のように信号ＵＶＷが３個の場合は３６０／６０の
６分割となり、又、ポール数Ｐ＝４個ならポールセンサ
信号は１回転２周期となり、分割数は増える。図３はＡ
Ｃサーボモータ用エンコーダのブロック図であり、１０
はサーボモータ用エンコーダで、回転ディジタルディス
クによりインクリメンタル信号のＡ相パルス３、９０°
位相がずれるＢ相パルス４、原点信号Ｚ相パルス５、の
各信号と、ポールセンサ信号のエンコーダＵ相１、９０
°位相のずれるエンコーダＸ相２、の各信号を発生させ
る。各信号はＡＣサーボコントローラ１１へ入力して、
Ａ相３、Ｂ相４の信号パルスはカウンタ１２でカウント
されて、マイコン１３で相対的な位置信号として処理さ
れる。このようなエンコーダ１０はＵ相、Ｘ相信号によ
り、モータが４分割領域のどの位置に今いるかをＡＣサ
ーボコントローラ１１に知らせて、サーボコントローラ
１１は４分割のそれぞれの領域の中央値（４５、１３
５、２２５、３１５°）に、モータが停止していると判
断することによって、少なくとも正しい位置の±４５度
の範囲の位置を知ることができる。
【０００６】つぎに動作について説明する。図２に示す
ように、モータが現在位置（電気角２４０°の位置）に
停止しているとする。 １．電源が投入され、サーボコントローラ１１がエンコ
ーダ１０からポールセンサ信号Ｕ相１、Ｘ相２を読取る
と、Ｕ相１とＸ相２の、“Ｈｉ”、“Ｌｏｗ”によって
現在位置の領域にいると判断する。この時、ＡＣサー
ボコントローラ１１は疑似的に領域の中心、電気角２
２５°の位置にセットし、これを基準にモータをコント
ロールする。 ２．その後は、Ａ相、Ｂ相の進み、遅れから正転、逆転
を判断し、正転ならば次のＵ相信号１が立ち上がるま
で、逆転ならば立ち下がるまで、この位相でコントロー
ルする。 ３．次のＵ相信号１が立ち上がると、又は、立ち下がる
と、電気角を０度にリセットする。 ４．あとは通常のＡ相パルス３、Ｂ相パルス４をカウン
トすることによって、正しい位相でモータをコントロー
ルできる。以上、Ｕ相信号１とＸ相信号２の電気角を９
０°に設定した例について説明したが、他の実施の形態
として、２相信号の電気角は任意に設定することも可能
である。但し、図１（ａ）において、Ｕ相信号１とＸ相
信号２の電気角を任意角に設定するとすれば、図１
（ｂ）に示す、電気角１周期の分割は、そのままでは等
分割にならないので演算量は増加する。このように、本
実施の形態によれば、ポールセンサ信号をＵ相ポールセ
ンサ信号と、これと９０°又は一定角度位相のずれたＸ
相信号の２相信号で構成できるので、１相分の信号数、
装置、回路の削減が可能となり、小型化を図ることがで
きる。
ように、モータが現在位置（電気角２４０°の位置）に
停止しているとする。 １．電源が投入され、サーボコントローラ１１がエンコ
ーダ１０からポールセンサ信号Ｕ相１、Ｘ相２を読取る
と、Ｕ相１とＸ相２の、“Ｈｉ”、“Ｌｏｗ”によって
現在位置の領域にいると判断する。この時、ＡＣサー
ボコントローラ１１は疑似的に領域の中心、電気角２
２５°の位置にセットし、これを基準にモータをコント
ロールする。 ２．その後は、Ａ相、Ｂ相の進み、遅れから正転、逆転
を判断し、正転ならば次のＵ相信号１が立ち上がるま
で、逆転ならば立ち下がるまで、この位相でコントロー
ルする。 ３．次のＵ相信号１が立ち上がると、又は、立ち下がる
と、電気角を０度にリセットする。 ４．あとは通常のＡ相パルス３、Ｂ相パルス４をカウン
トすることによって、正しい位相でモータをコントロー
ルできる。以上、Ｕ相信号１とＸ相信号２の電気角を９
０°に設定した例について説明したが、他の実施の形態
として、２相信号の電気角は任意に設定することも可能
である。但し、図１（ａ）において、Ｕ相信号１とＸ相
信号２の電気角を任意角に設定するとすれば、図１
（ｂ）に示す、電気角１周期の分割は、そのままでは等
分割にならないので演算量は増加する。このように、本
実施の形態によれば、ポールセンサ信号をＵ相ポールセ
ンサ信号と、これと９０°又は一定角度位相のずれたＸ
相信号の２相信号で構成できるので、１相分の信号数、
装置、回路の削減が可能となり、小型化を図ることがで
きる。
【０００７】次に、本発明の第２の実施の形態について
図を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形
態に係るＡＣサーボモータ用エンコーダのポールセンサ
信号を示す図である。図５は図４に示すエンコーダの回
転アナログディスクを示す図である。図６は図４に示す
エンコーダの動作ブロック図である。図４において、第
２の実施の形態では、ポールセンサ信号６は１回転（３
６０度）毎に切替わる鋸歯状波形のアナログ信号とな
る。原点パルス７は鋸歯状波形６の切替わり点に同期
し、モータＵ相ＥＭＦ（ここでは磁極数＝６Ｐの例を示
している）の電気角０度点に同期している。このポール
センサ信号６と、原点パルス７は、例えば、図５のよう
なアナログディスクにより発生する。回転アナログディ
スク２０は外周部に原点信号用トラック２２を描き、原
点パルス７の位置は２２ａの透過点となる。その内周部
には始点から終点に向けて遮光幅が狭く透過光量が増加
するような、パターンのポールセンサ用トラック２１が
描かれている。このアナログディスク２０の回転をセン
サで読取り、図１に示すような１回転で１鋸歯状波形と
なるアナログポールセンサ信号６と、原点パルス７を発
生させる。図６は動作ブロック図であり、エンコーダ３
０からはインクリメンタル信号ＡＢ相等の各パルスと、
アナログ・ポールセンサ信号６が出力され、インクリメ
ンタル信号はサーボコントローラ３１のカウンタ３２
へ、鋸歯状波形のポールセンサ信号６は、ＡＣサーボコ
ントローラ３２のＡ／Ｄコンバータ３４でＡ／Ｄ変換さ
れてマイコン３３により判断される。
図を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形
態に係るＡＣサーボモータ用エンコーダのポールセンサ
信号を示す図である。図５は図４に示すエンコーダの回
転アナログディスクを示す図である。図６は図４に示す
エンコーダの動作ブロック図である。図４において、第
２の実施の形態では、ポールセンサ信号６は１回転（３
６０度）毎に切替わる鋸歯状波形のアナログ信号とな
る。原点パルス７は鋸歯状波形６の切替わり点に同期
し、モータＵ相ＥＭＦ（ここでは磁極数＝６Ｐの例を示
している）の電気角０度点に同期している。このポール
センサ信号６と、原点パルス７は、例えば、図５のよう
なアナログディスクにより発生する。回転アナログディ
スク２０は外周部に原点信号用トラック２２を描き、原
点パルス７の位置は２２ａの透過点となる。その内周部
には始点から終点に向けて遮光幅が狭く透過光量が増加
するような、パターンのポールセンサ用トラック２１が
描かれている。このアナログディスク２０の回転をセン
サで読取り、図１に示すような１回転で１鋸歯状波形と
なるアナログポールセンサ信号６と、原点パルス７を発
生させる。図６は動作ブロック図であり、エンコーダ３
０からはインクリメンタル信号ＡＢ相等の各パルスと、
アナログ・ポールセンサ信号６が出力され、インクリメ
ンタル信号はサーボコントローラ３１のカウンタ３２
へ、鋸歯状波形のポールセンサ信号６は、ＡＣサーボコ
ントローラ３２のＡ／Ｄコンバータ３４でＡ／Ｄ変換さ
れてマイコン３３により判断される。
【０００８】つぎに動作について説明する。電源投入
時、図６のように、アナログポールセンサ信号６をサー
ボコントローラ３１側でＡ／Ｄコンバータ３４によりＡ
／Ｄ変換してマイコン３３により処理する。この時、モ
ータ１回転のポールセンサ信号６をＡ／Ｄコンバータ３
４の分解能分に分割して（分解能毎一定レベルの分割領
域により）位置検出できる。また、もしモータが切替わ
り点に停止して出力が不安定な場合であっても、原点パ
ルス７と切替わり点は同期しているので、常に２信号間
のＡＮＤをとることによって正しいモータの停止位置を
知ることができる。今、図４に示すように、モータが磁
極数６Ｐのモータで、図４に示す停止位置（機械角２７
０°の位置）に停止しているとする。 １．電源が投入されるとマイコン３３は、ＡＣサーボコ
ントローラ３１がエンコーダ３０から入力したポールセ
ンサ信号６を読み込み、原点パルス７がＨｉレベルか、
Ｌｏｗレベルかを確認する（Ｈｉならば電気角を０にセ
ットするが、Ｌｏｗなので次へ進む）。 ２．モータ位置検出は、予めポールセンサ信号６のアナ
ログ出力上限値とアナログ出力下限値を調整しておい
て、停止位置に対応する鋸歯状波形６の出力下限値と上
限値の間（鋸歯状波の斜線上のレベル値）のレベル値
を、Ａ／Ｄコンバータの変換値より読取って、モータの
停止位置が機械角２７０°の位置であると同定検出でき
る。又、同時にモータ極数が６Ｐであることから、電気
角は４５°と検出できる。 ３．その後は、原点パルス７が来るまでこの位相と、こ
の位置からのＡ、Ｂ相パルスをカウントすることによっ
てコントロールする。 ４．原点パルス７が来たら電気角を０度にリセットし、
その後は定常のＡ、Ｂ相パルスのカウントにより正しい
位相でモータをコントロールできる。このように、第２
の実施の形態によれば、モータのＵ相ＥＭＦの電気角０
°点と、０点が同期したアナログ・ポールセンサ信号
と、更に、これと原点パルスが同期するように構成した
ので、停止位置の読取りが正確になり、同時に３本必要
だったポールセンサ信号数が１本で済み、回路、部品数
も削減できる。
時、図６のように、アナログポールセンサ信号６をサー
ボコントローラ３１側でＡ／Ｄコンバータ３４によりＡ
／Ｄ変換してマイコン３３により処理する。この時、モ
ータ１回転のポールセンサ信号６をＡ／Ｄコンバータ３
４の分解能分に分割して（分解能毎一定レベルの分割領
域により）位置検出できる。また、もしモータが切替わ
り点に停止して出力が不安定な場合であっても、原点パ
ルス７と切替わり点は同期しているので、常に２信号間
のＡＮＤをとることによって正しいモータの停止位置を
知ることができる。今、図４に示すように、モータが磁
極数６Ｐのモータで、図４に示す停止位置（機械角２７
０°の位置）に停止しているとする。 １．電源が投入されるとマイコン３３は、ＡＣサーボコ
ントローラ３１がエンコーダ３０から入力したポールセ
ンサ信号６を読み込み、原点パルス７がＨｉレベルか、
Ｌｏｗレベルかを確認する（Ｈｉならば電気角を０にセ
ットするが、Ｌｏｗなので次へ進む）。 ２．モータ位置検出は、予めポールセンサ信号６のアナ
ログ出力上限値とアナログ出力下限値を調整しておい
て、停止位置に対応する鋸歯状波形６の出力下限値と上
限値の間（鋸歯状波の斜線上のレベル値）のレベル値
を、Ａ／Ｄコンバータの変換値より読取って、モータの
停止位置が機械角２７０°の位置であると同定検出でき
る。又、同時にモータ極数が６Ｐであることから、電気
角は４５°と検出できる。 ３．その後は、原点パルス７が来るまでこの位相と、こ
の位置からのＡ、Ｂ相パルスをカウントすることによっ
てコントロールする。 ４．原点パルス７が来たら電気角を０度にリセットし、
その後は定常のＡ、Ｂ相パルスのカウントにより正しい
位相でモータをコントロールできる。このように、第２
の実施の形態によれば、モータのＵ相ＥＭＦの電気角０
°点と、０点が同期したアナログ・ポールセンサ信号
と、更に、これと原点パルスが同期するように構成した
ので、停止位置の読取りが正確になり、同時に３本必要
だったポールセンサ信号数が１本で済み、回路、部品数
も削減できる。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータのＵ相磁極と同期したＵ相ポールセンサ信号と、
Ｕ相ポールセンサ信号と９０°または一定角度位相がず
れたＸ相信号との２相信号によってポールセンサ信号を
構成しモータの磁極位置が検出できるように構成したの
で、１相分の回転ディスクのトラック、検出用センサお
よび処理回路の削減が可能になり、エンコーダを小型化
できる。更に、モータのＵ相ＥＭＦの電気角０°の点
と、０点が同期したアナログポールセンサ信号と、アナ
ログポールセンサ信号の切替わり点と同期した原点信号
を持つことで読み違えることなく、正しくモータの磁極
位置を知ることができるように構成したので、２相分の
回転ディスクのトラック、検出用センサおよび処理回路
を省略することが可能になり、エンコーダを小型化でき
る。
モータのＵ相磁極と同期したＵ相ポールセンサ信号と、
Ｕ相ポールセンサ信号と９０°または一定角度位相がず
れたＸ相信号との２相信号によってポールセンサ信号を
構成しモータの磁極位置が検出できるように構成したの
で、１相分の回転ディスクのトラック、検出用センサお
よび処理回路の削減が可能になり、エンコーダを小型化
できる。更に、モータのＵ相ＥＭＦの電気角０°の点
と、０点が同期したアナログポールセンサ信号と、アナ
ログポールセンサ信号の切替わり点と同期した原点信号
を持つことで読み違えることなく、正しくモータの磁極
位置を知ることができるように構成したので、２相分の
回転ディスクのトラック、検出用センサおよび処理回路
を省略することが可能になり、エンコーダを小型化でき
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＡＣサーボモ
ータ用エンコーダのポールセンサ信号を示す図である。
ータ用エンコーダのポールセンサ信号を示す図である。
【図２】図１に示すポールセンサ信号による位置検出動
作を示す図である。
作を示す図である。
【図３】図１に示すエナコーダの動作ブロック図であ
る。
る。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るＡＣサーボモ
ータ用エンコーダのポールセンサ信号を示す図である。
ータ用エンコーダのポールセンサ信号を示す図である。
【図５】図４に示すエンコーダのアナログディスクを示
す図である。
す図である。
【図６】図４に示すエンコーダの動作ブロック図であ
る。
る。
【図７】従来のＡＣサーボモータ用エンコーダのポール
センサ信号を示す図である。
センサ信号を示す図である。
１ エンコーダＵ相信号 ２ エンコーダＸ相信号 ３ Ａ相パルス ４ Ｂ相パルス ５ Ｚ相パルス ６ アナログ・ポールセンサ信号 ７ 原点パルス １０、３０ エンコーダ １１、３１ ＡＣサーボコントローラ １２、３２ カウンタ １３、３３ マイコン ２０ アナログディスク ２１ ポールセンサ信号トラック ２２ 原点信号用トラック ３４ Ａ／Ｄコンバータ
Claims (5)
- 【請求項１】 ＡＢ相のインクリメンタル信号を発生す
るインクリメンタル信号発生手段と、３相のサーボモー
タ用ポールセンサ信号ＵＶＷを発生するサーボモータ用
ポールセンサ信号発生手段とを有するＡＣサーボモータ
用エンコーダにおいて、 前記ポールセンサ信号を、３相の内のＵ相のモータ誘起
電圧ＥＭＦと同期したＵ相信号と、前記Ｕ相信号と９０
度位相のずれた出力信号との２相の信号により構成した
ことを特徴とするＡＣサーボモータ用エンコーダ。 - 【請求項２】 ＡＢ相のインクリメンタル信号を発生す
るインクリメンタル信号発生手段と、３相のサーボモー
タ用ポールセンサ信号ＵＶＷを発生するサーボモータ用
ポールセンサ信号発生手段とを有するＡＣサーボモータ
用エンコーダにおいて、 前記ポールセンサ信号を、３相の内のＵ相のモータ誘起
電圧ＥＭＦと同期したＵ相信号と、前記Ｕ相信号と一定
角度位相のずれた出力信号との２相の信号により構成し
たことを特徴とするＡＣサーボモータ用エンコーダ。 - 【請求項３】 ＡＢ相のインクリメンタル信号を発生す
るインクリメンタル信号発生手段と、サーボモータ用の
ポールセンサ信号を発生するサーボモータ用ポールセン
サ信号発生手段とを有するＡＣサーボモータ用エンコー
ダにおいて、 モータ１回転１周期で、前記１周期中に１回転１パルス
の原点信号の中心位置以外で同一出力位置を持たない鋸
歯状波形のアナログポールセンサ信号を有し、前記アナ
ログポールセンサ信号の切換わり点が前記原点信号と同
期し、前記原点信号はモータＵ相誘起電圧ＥＭＦの電気
角０度点と同期していることを特徴とするＡＣサーボモ
ータ用エンコーダ。 - 【請求項４】 前記アナログポールセンサ信号を、Ａ／
Ｄ変換してモータ１回転をＡ／Ｄコンバータの分解能に
分割することにより停止位置検出を行うことを特徴とす
る請求項３記載のＡＣサーボモータ用エンコーダ。 - 【請求項５】 前記ポールサンサ信号発生用の回転ディ
スクは、ディスク外周部に１回転１パルスの原点信号を
形成した原点信号トラックと、内周部に前記原点位置の
中心位置を始点および終点位置として始点から終点に向
け光透過量を直線的に変化させて鋸歯状波を発生させる
ポールセンサ用トラックを形成したアナログディスクで
あることを特徴とする請求項３記載のＡＣサーボモータ
用エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12285999A JP4239291B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | Ａｃサーボモータ用エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12285999A JP4239291B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | Ａｃサーボモータ用エンコーダ |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000314639A true JP2000314639A (ja) | 2000-11-14 |
| JP2000314639A5 JP2000314639A5 (ja) | 2006-05-25 |
| JP4239291B2 JP4239291B2 (ja) | 2009-03-18 |
Family
ID=14846412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12285999A Expired - Fee Related JP4239291B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | Ａｃサーボモータ用エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4239291B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006180587A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Yaskawa Electric Corp | サーボモータの制御方法 |
| WO2011010516A1 (ja) | 2009-07-24 | 2011-01-27 | トヨタ自動車株式会社 | 回転角検出装置 |
| US8471506B2 (en) | 2009-10-29 | 2013-06-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor control apparatus |
| CN116069703A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-05-05 | 成都思越智能装备股份有限公司 | 一种编码器通信方式转换装置及方法 |
-
1999
- 1999-04-28 JP JP12285999A patent/JP4239291B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006180587A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Yaskawa Electric Corp | サーボモータの制御方法 |
| JP4600748B2 (ja) * | 2004-12-21 | 2010-12-15 | 株式会社安川電機 | サーボモータの制御方法 |
| WO2011010516A1 (ja) | 2009-07-24 | 2011-01-27 | トヨタ自動車株式会社 | 回転角検出装置 |
| US8872511B2 (en) | 2009-07-24 | 2014-10-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Angle of rotation detection device |
| US8471506B2 (en) | 2009-10-29 | 2013-06-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor control apparatus |
| CN116069703A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-05-05 | 成都思越智能装备股份有限公司 | 一种编码器通信方式转换装置及方法 |
| CN116069703B (zh) * | 2023-03-31 | 2023-05-30 | 成都思越智能装备股份有限公司 | 一种编码器通信方式转换装置及方法 |
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|---|---|
| JP4239291B2 (ja) | 2009-03-18 |
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