JP2003348879A - Motor device - Google Patents

Motor device

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JP2003348879A
JP2003348879A JP2002148244A JP2002148244A JP2003348879A JP 2003348879 A JP2003348879 A JP 2003348879A JP 2002148244 A JP2002148244 A JP 2002148244A JP 2002148244 A JP2002148244 A JP 2002148244A JP 2003348879 A JP2003348879 A JP 2003348879A
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Japan
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current
divided
coils
indexing
coil
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Application number
JP2002148244A
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Japanese (ja)
Inventor
Akinobu Deguchi
明信 出口
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor device which works both for indexing and main- shaft operation and is capable of generates a large torque required for indexing while reducing the effect of a counterelectromotive force on a current amplifier circuit during operation of a main-shaft. <P>SOLUTION: Excitation coils of respective phases are divided into three: 1a-1c, 2a-2c, and 3a-3c. A part or entire excitation coil which has been divided is supplied with a current for indexing or main-shaft operation by switches 4a, 4b, and 4c, with the use of two current amplifying circuits 6 and 7 with different characteristics for indexing and main-shaft operation. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、加工装置における主軸動
作と割り出しを兼用するモータ装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor device for performing both spindle operation and indexing in a processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】主軸動作と割り出し動作時の様な使用目
的が異なる場合、そのまま兼用又は、異なるモータユニ
ットを使用する事が通常である。図4に示すように3相
モータの場合には3相分の電流増幅回路をもつ電流増幅
回路を接続する。図4において、9は制御回路、11は
低分解能高速型エンコーダ、12は高分解能低速速型エ
ンコーダ、14dは3相電流増幅回路、15はU相励磁
コイル、16はV相励磁コイル、17はW相励磁コイル
である。
2. Description of the Related Art When the purpose of use such as the spindle operation and the indexing operation is different, it is common to use the motor unit as it is or to use a different motor unit. As shown in FIG. 4, in the case of a three-phase motor, a current amplification circuit having a current amplification circuit for three phases is connected. In FIG. 4, 9 is a control circuit, 11 is a low-resolution high-speed encoder, 12 is a high-resolution low-speed encoder, 14 d is a three-phase current amplifier circuit, 15 is a U-phase excitation coil, 16 is a V-phase excitation coil, and 17 is This is a W-phase excitation coil.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、異なる
モータユニットを主軸動作と割り出し用に二つ用意する
場合には、加工機に2つ共つけておく場合には装置が大
きくなる問題があり、また、交換し入れ替える場合には
交換の時間と交換の際の取り付け精度が問題となる。
However, when two different motor units are prepared for spindle operation and indexing, there is a problem in that the size of the apparatus becomes large when two are attached to the processing machine. In the case of replacement and replacement, the replacement time and the mounting accuracy at the time of replacement become problems.

【0004】また、割り出し動作においては、回転テー
ブルを任意の場所に制御で留めて於くために、モータの
最大トルクは大きな物が必要である。モータトルクを大
きくする方法にはモータのトルク定数を大きくするか、
大電流をモータのコイルに流す事が必要である。しか
し、精密加工時にモータコイル部に大電流を流すことは
発熱の問題が大きい為、モータのトルク定数を大きくす
る必要がある。
In the indexing operation, the motor must have a large maximum torque in order to keep the rotary table at an arbitrary position under control. To increase the motor torque, either increase the motor torque constant or
It is necessary to supply a large current to the motor coil. However, flowing a large current through the motor coil section during precision machining has a significant heat generation problem, and therefore it is necessary to increase the torque constant of the motor.

【0005】しかし、主軸動作と割り出し動作とに同じ
モータを兼用する場合には、主軸動作で高速に回転させ
る場合にはモータのコイルの巻数と回転時に鎖交磁束に
比例し、コイルに逆起電圧が発生する。高回転で使用す
る為には、モータのトルク定数が大きいと逆起電力が大
きく、ドライバの出力電圧が非常に高い物が必要となる
為、主軸動作と割り出し動作とを兼用するモータはトル
ク定数を決定する際に、トルク定数を主軸動作と割り出
し動作の両方を考慮した物とする事となり、両方の動作
モードで最大の能力を発揮出来るトルク定数を選ぶ事は
困難である。
However, when the same motor is used for both the spindle operation and the indexing operation, when the spindle is operated at high speed, the number of turns of the motor coil is proportional to the interlinkage magnetic flux at the time of rotation. Voltage is generated. In order to use the motor at a high speed, if the torque constant of the motor is large, a counter electromotive force is large and an output voltage of the driver must be very high. Is determined in consideration of both the spindle operation and the indexing operation, and it is difficult to select a torque constant that can exhibit the maximum performance in both operation modes.

【0006】そこで本発明の目的は以上のような問題を
解消したモータ装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor device which solves the above problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、割り出し動作
に必要なトルクに対し、主軸動作時のモータトルクが小
さい事に着目し、割り出し動作時に必要な高いトルクを
発生するトルク定数から、励磁コイルの巻き数nを決定
し、巻数:n回を巻く際に励磁コイルを分割して巻いて
おく。励磁コイルの分割方法としては2本以上のm本の
線を一緒にn/m回巻いておき並列コイルとする方法
と、通常の1本のコイルを分割して巻き、それぞれの分
割したコイルそれぞれから独立した入力端子を取り出
し、入力切り替え手段により、接続方法を並列又は直列
に巻く方法がある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention focuses on the fact that the motor torque during the spindle operation is smaller than the torque required for the indexing operation. The number of turns n of the coil is determined, and when the number of turns is n, the exciting coil is divided and wound. As a method of dividing the exciting coil, two or more m wires are wound together n / m times to form a parallel coil, or a normal single coil is divided and wound, and each divided coil is wound. There is a method in which an independent input terminal is taken out from the device and the connection method is wound in parallel or in series by input switching means.

【0008】割り出し時のモータに必要な大きなトルク
定数を発生する際には、分割したすべての励磁コイルに
同時に通電可能な電流増幅回路を接続する。割り出し時
には高トルクは必要であるが、低速回転で良いため、コ
イルに発生する逆起電力は低く、高トルクモータとして
使用する際には低電圧で高電流を流す事が可能な電流増
幅回路を接続する。
In order to generate a large torque constant required for the motor at the time of indexing, a current amplifier circuit that can simultaneously supply current to all of the divided exciting coils is connected. A high torque is required at the time of indexing, but low-speed rotation is sufficient, so the back electromotive force generated in the coil is low.When used as a high torque motor, a current amplifier circuit that can flow a high current at a low voltage is used. Connecting.

【0009】また、主軸動作時には、分割した励磁コイ
ルの一部の巻線にのみ通電する様に接続を変更し、通電
する。この際接続する電流増幅回路は、スピンドル動作
時に発生する逆起電力以上の電圧を発生する事が可能な
高電圧型の増幅回路を接続する。主軸動作時には速度を
安定させる為に必要なトルクは割り出し動作時に比較し
て小さい為、励磁コイルの一部を使用する事で、小さな
トルク定数でモータを回転させる事が可能であり、トル
ク定数を小さくする事で、主軸動作時に発生する逆起電
力を小さくすることが可能である。
During operation of the main shaft, the connection is changed so that only a part of the windings of the divided excitation coil is energized, and the energization is performed. At this time, the connected current amplifier circuit is connected to a high-voltage amplifier circuit capable of generating a voltage higher than the back electromotive force generated during the spindle operation. Since the torque required to stabilize the speed during spindle operation is smaller than that during indexing operation, it is possible to rotate the motor with a small torque constant by using a part of the excitation coil. By reducing the size, it is possible to reduce the back electromotive force generated during the operation of the spindle.

【0010】すなわち、請求項1の発明は、複数に分割
した励磁コイルによって各相巻き線を構成し、割り出し
動作と主軸動作を行う回転モータにおいて、複数の電流
増幅回路と、前記複数に分割した励磁コイルの任意の励
磁コイルのみに前記複数の電流増幅回路のいずれかから
の電流を供給可能とする切り替え手段と、前記割り出し
動作または主軸動作に応じて前記切り替え手段を制御し
て前記複数に分割した励磁コイルの任意の数の励磁コイ
ルに前記複数の電流増幅回路のうちの選択した電流増幅
回路からの電流を供給する制御回路とを具えたことを特
徴とする。
That is, according to the first aspect of the present invention, in a rotary motor which forms a winding of each phase by a plurality of exciting coils and performs an indexing operation and a main shaft operation, a plurality of current amplifying circuits and the plurality of the current amplifying circuits are divided. Switching means for supplying a current from any one of the plurality of current amplifying circuits to only any one of the exciting coils; and controlling the switching means in accordance with the indexing operation or the spindle operation to divide the plurality of exciting coils into the plurality of exciting coils. And a control circuit for supplying a current from a current amplification circuit selected from the plurality of current amplification circuits to an arbitrary number of the excitation coils.

【0011】請求項2の発明は、請求項1において、前
記複数に分割した励磁コイルは、並列する複数の線を一
組で巻くことで形成したコイルであり、前記切り替え手
段は、前記一組で巻いた複数の線のうち、任意の数を選
択し電流増幅回路に接続することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the excitation coil divided into a plurality of coils is formed by winding a plurality of parallel wires in one set, and the switching means is provided in the one set. The present invention is characterized in that an arbitrary number is selected from among the plurality of wires wound in step (a) and connected to the current amplifier circuit.

【0012】請求項3の発明は、請求項1において、前
記複数の電流増幅回路は、主軸動作時に分割した励磁コ
イルに接続する電流増幅回路が予め定めた最大回転数に
おいて、接続する励磁コイルに発生する逆起電力以上の
電圧出力が出力可能な第1の電流増幅回路と、割り出し
動作時に分割した励磁コイルに接続する電流増幅回路が
分割した励磁コイル全てに電流を供給し、予め定めた最
大トルクを発生する第2の電流増幅回路とを含むことを
特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the plurality of current amplifying circuits are connected to the exciting coil connected to the exciting coil divided at the time of main shaft operation at a predetermined maximum number of rotations. The first current amplification circuit capable of outputting a voltage output equal to or greater than the generated back electromotive force, and the current amplification circuit connected to the excitation coil divided at the time of the indexing operation supplies current to all of the divided excitation coils, and a predetermined maximum A second current amplifying circuit for generating torque.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(実施例1)図1に、本発明の第
一の実施例を示す。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

【0014】この実施例は、DCブラシレスモータでY
結線の3相モータである。モータの巻線の結線は、図1
の様になっており、U相の励磁コイルは3分割され励磁
コイル1a,b,cの様にグランドを共通とする分割さ
れた3本のコイルが並列になるように配置する。励磁コ
イルの分割は並列する3本の線を同時に巻くことで製作
し、別々に巻いたコイルを組み合わせて使用するのに対
し均等に3分割している。U相の入力端子は切り替えス
イッチ4aを持ち、切り替えスイッチ4aは3分割され
並列に配置された励磁コイル1a,b,cへの入力端子
を同時に切り替える。切り替えスイッチ4aにより、U
相の3分割された励磁コイル1a,b,cは配線8a及
び8dにより割り出し用電流増幅回路6又は主軸用電流
増幅回路7に接続される。同様にV相の分割された励磁
コイル2a〜c及びW相の分割された励磁コイル3a〜
cも同様に切り替えスイッチ4b及び4cにより割り出
し用電流増幅回路6又は主軸用電流増幅回路7に接続す
る。切り替えスイッチ4a〜cは切り替え信号線10a
〜cからの信号により接続を切り替える。割り出し用電
流増幅回路6は高電流出力タイプの電流増幅回路で、
U、V、W相に対し独立した電流出力を行う為に3ヶの
電流増幅回路を内蔵しており、切り替えスイッチ4a〜
cを介して分割された励磁コイル1〜3に接続する際に
はU、V、W相共に分割された励磁コイル1〜3のa〜
c全てのコイルに接続される。主軸用電流増幅回路7は
高電圧出力型の電流増幅回路であり、切り替えスイッチ
4a〜cを介して分割された励磁コイル1〜3に接続す
る際にはU、V、W相共に分割された励磁コイル1〜3
の分割された励磁コイルの内、U〜W相の各相でaとb
のみが接続されcは接続されない。
This embodiment uses a DC brushless motor for Y.
It is a connected three-phase motor. Fig. 1
The U-phase excitation coil is divided into three parts, and three divided coils having a common ground like the excitation coils 1a, 1b, and 1c are arranged in parallel. The excitation coil is divided into three parts by winding three parallel wires at the same time, and is divided equally into three parts when used in combination with separately wound coils. The input terminal of the U-phase has a changeover switch 4a, and the changeover switch 4a simultaneously switches input terminals to the excitation coils 1a, b, and c which are divided into three and arranged in parallel. By the changeover switch 4a, U
The excitation coils 1a, 1b, 1c divided into three phases are connected to a current amplifier circuit 6 for indexing or a current amplifier circuit 7 for the main shaft by wirings 8a and 8d. Similarly, V-phase split excitation coils 2a to 2c and W-phase split excitation coils 3a to 3a
Similarly, the switch c is connected to the indexing current amplifier circuit 6 or the main shaft current amplifier circuit 7 by the changeover switches 4b and 4c. The changeover switches 4a to 4c are connected to a changeover signal line 10a
The connection is switched according to signals from .about.c. The current amplification circuit 6 for indexing is a high current output type current amplification circuit.
In order to output currents independently for the U, V, and W phases, three current amplifier circuits are built in.
c, when connecting to the divided excitation coils 1 to 3 through U, V, and W phases,
c Connected to all coils. The main shaft current amplifying circuit 7 is a high voltage output type current amplifying circuit, and when connected to the divided excitation coils 1 to 3 via the changeover switches 4a to 4c, the U, V, and W phases are divided. Excitation coils 1-3
A and b in each of the U to W phases of the divided excitation coils
And only c is not connected.

【0015】また、検出系であるエンコーダとして、主
軸動作時に使用する、低分解能高速型エンコーダ11と
割り出し動作時に使用する高分解能低速型エンコーダ1
2が検出信号線13a,bを通じて制御回路9に接続さ
れる。両方のエンコーダは図示されていない永久磁石を
使用した可動子に連結され、モータの動きを計測する。
Further, as an encoder serving as a detection system, a low-resolution high-speed encoder 11 used during spindle operation and a high-resolution low-speed encoder 1 used during indexing operation.
2 is connected to the control circuit 9 through the detection signal lines 13a and 13b. Both encoders are connected to a mover using permanent magnets (not shown) and measure the movement of the motor.

【0016】この様な構成とし、大きなトルクが必要と
なる割り出し動作時には、制御回路9はコイル切り替え
スイッチ信号10により、U、V、W相のそれぞれの分
割された励磁コイル1〜3のa〜cに対する接続が割り
出し用電流増幅回路6に接続されるようにスイッチ4
a,b,cを切り替える。制御回路9は割り出し用電流
増幅回路6に対し、U、V、W相の120度位相ずれた
駆動信号を配線8aにより与える。割り出し用電流増幅
回路6はU、V、W相のそれぞれの分割された励磁コイ
ル1〜3のa〜cに制御回路9から与えられた指令に従
い電流の供給を行う。これによって、U、V、W相それ
ぞれに配置された切り替えスイッチ4a〜cを介し、分
割された励磁コイル全てに電流が供給される。供給され
た電流により図示していない可動子が回転し、連結され
たエンコーダ11及び12が回転する。割り出し時には
高分解能低速型エンコーダ12の出力を検出する。これ
をフィードバック信号として制御回路9は割り出し用電
流増幅回路6に対する指令値を調整し、可動子の位置決
めを行う。この時、割り出し用電流増幅回路6が供給す
る電流は、各相においてそれぞれ、3分割され並列に接
続された励磁コイル1〜3のa〜cに供給するので、
U、V、W相共に、分割された励磁コイル1ヶに流す電
流値の3倍の電流を割り出し用電流増幅回路は各相に対
し出力する。
In such an arrangement, during an indexing operation in which a large torque is required, the control circuit 9 uses the coil changeover switch signal 10 to control the U-, V-, and W-phase excitation coils a to switch 4 so that the connection to c is connected to the current amplification circuit 6 for indexing.
Switch between a, b, and c. The control circuit 9 supplies a drive signal having a U-, V-, and W-phase phase shift of 120 degrees to the index current amplification circuit 6 through the wiring 8a. The current amplifying circuit 6 for indexing supplies current to the ac excitations of the divided excitation coils 1 to 3 of the U, V and W phases in accordance with a command given from the control circuit 9. As a result, current is supplied to all of the divided excitation coils via the changeover switches 4a to 4c arranged in the U, V, and W phases, respectively. The mover (not shown) is rotated by the supplied current, and the connected encoders 11 and 12 are rotated. At the time of indexing, the output of the high-resolution low-speed encoder 12 is detected. Using this as a feedback signal, the control circuit 9 adjusts a command value for the current amplification circuit 6 for indexing and positions the mover. At this time, the current supplied by the indexing current amplifier circuit 6 is supplied to the ac coils of the exciting coils 1 to 3 which are divided into three in each phase and connected in parallel.
For each of the U, V, and W phases, the current amplification circuit for determining a current value that is three times the value of the current flowing through one divided excitation coil is output to each phase.

【0017】また、高速回転となる主軸動作時には、制
御回路9はコイル切り替えスイッチ信号10a,bによ
り、U、V、W相のそれぞれの分割された励磁コイル1
〜3のa〜cの内a及びbの入力端子が主軸用電流増幅
回路7に接続されるように切り替える。制御回路9は主
軸用電流増幅回路7に対し、U、V、W相の120度位
相ずれた駆動信号を与える。主軸用電流増幅回路7は、
U、V、W相に対し独立した電流出力を行う為に3ヶの
電流増幅回路を内蔵しており、U、V、W相のそれぞれ
の分割された励磁コイル1〜3のa及びbに、制御回路
9から与えられた指令に従い電流の供給を行う。これに
よって、U、V、W相それぞれに配置された切り替えス
イッチ10a,bを介し、分割された励磁コイルの1〜
3のa〜c内、aとbのみに電流が供給される。供給さ
れた電流により図示していない可動子が回転し、連結さ
れたエンコーダ11及び12が回転する。主軸動作時に
は高速(6000rpm〜10000rpm程度)で回
転するため、分割された励磁コイルの内、電流アンプに
接続された励磁コイル1〜3のa〜cの内a及びbのコ
イルには可動子の回転によって逆起電力が発生する。し
かし、主軸用電流増幅回路7には励磁コイルの内分割さ
れた1〜3のa〜cの内a及びbとで発生する分の逆起
電力のみが加わるため、励磁コイルを分割しない場合に
対し逆起電力は2/3となるため、主軸用電流増幅回路
の出力可能な最大電圧が2/3のもので良い。一方最大
トルクは分割された励磁コイルの1〜3のa〜cの内、
aとbのみに電流を供給するため、励磁コイル1〜3の
a〜c全てに電流を流す割り出し用電流アンプを使用す
る場合と比較し、2/3となるが、割り出し動作と異な
り、主軸動作においては大きなトルクを必要としないた
め、問題は発生しない。主軸動作時には高分解能低速型
エンコーダ12は回転速度が速すぎるため、検出が不可
能となるので、低分解能高速型エンコーダ11の出力を
検出し、これをフィードバック信号として制御回路9は
主軸用電流増幅回路7に対する指令値を調整し、可動子
の位置決めを行う。この時、主軸用電流増幅回路7が供
給する電流は、各相がそれぞれ、3分割された内、2個
の並列に接続された励磁コイルに供給するので、U、
V、W相共に、分割された励磁コイル1ヶに流す電流値
の2倍の電流を出力する。
When the spindle is operating at a high speed, the control circuit 9 uses the coil changeover switch signals 10a and 10b to control the U, V and W phases of the divided excitation coils 1 respectively.
The switching is performed so that the input terminals a and b of the a to c of the a to b are connected to the main shaft current amplifier circuit 7. The control circuit 9 supplies the main shaft current amplifying circuit 7 with drive signals having U, V, and W phases that are shifted by 120 degrees. The main shaft current amplifier circuit 7
Three current amplifier circuits are built in to output currents independently for the U, V, and W phases. The current amplifying circuits are divided into U, V, and W phases. The current is supplied according to a command given from the control circuit 9. As a result, the divided excitation coils 1 through 1 are switched via the changeover switches 10a and 10b disposed in the U, V, and W phases, respectively.
Current is supplied only to a and b in a to c of FIG. The mover (not shown) is rotated by the supplied current, and the connected encoders 11 and 12 are rotated. During operation of the spindle, the rotor rotates at a high speed (about 6000 rpm to 10000 rpm), and among the divided excitation coils, the coils a and b of the excitation coils 1 to 3 a to c connected to the current amplifier have a mover. The back electromotive force is generated by the rotation. However, the main shaft current amplifier circuit 7 receives only the back electromotive force generated by a and b of the first to third a to c of the inner divided excitation coil. On the other hand, since the back electromotive force is 2/3, the maximum output voltage of the main shaft current amplifier circuit may be 2/3. On the other hand, the maximum torque is one of 1 to 3 a to c of the divided excitation coils,
Since the current is supplied only to a and b, it is 2/3 as compared with the case of using an indexing current amplifier that supplies current to all of the excitation coils 1 to 3c. Since no large torque is required in operation, no problem occurs. At the time of spindle operation, the high-resolution low-speed encoder 12 has too high a rotation speed and cannot be detected. Therefore, the output of the low-resolution high-speed encoder 11 is detected, and the feedback signal is used as a feedback signal by the control circuit 9 to control the current amplification for the spindle. The command value for the circuit 7 is adjusted to position the mover. At this time, the current supplied by the main shaft current amplifying circuit 7 is supplied to two parallel-connected exciting coils of each of the three divided phases.
In both the V and W phases, a current that is twice as large as the current flowing through one of the divided excitation coils is output.

【0018】(実施例2)図2に、本発明の第二の実施
例を示す。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.

【0019】この実施例は、DCブラシレスモータでY
結線の3相モータである。モータの巻線の結線は、図2
の様になっており、U相の励磁コイルは3分割され励磁
コイル1a,b,cの様にグランドを共通とする3本の
コイルが並列になるように配置される。励磁コイルの分
割は並列する3本の線を同時に巻くことで製作してい
る。各相の3分割された励磁コイル1〜3の分割された
a,b,cの励磁コイルは切り替えスイッチ4d〜fを
介して異なる電流増幅回路14a〜cに接続する。切り
替えスイッチ4d〜fには切り替え信号10d〜fによ
り、電流増幅回路14a〜cにU、V、Wの各相の分割
された励磁コイル1〜3のa〜cへの入力を接続、又は
解放の2つのパターンで切り替える。
This embodiment uses a DC brushless motor for Y
It is a connected three-phase motor. Fig. 2
The U-phase excitation coil is divided into three, and three coils having a common ground, such as the excitation coils 1a, 1b, and 1c, are arranged in parallel. The excitation coil is divided by winding three parallel wires at the same time. The excitation coils of a, b, and c of the excitation coils 1 to 3 of each phase which are divided into three are connected to different current amplifier circuits 14a to 14c via changeover switches 4d to 4f. The switching switches 4d to 4f are connected to or disconnected from the current amplification circuits 14a to 14c by the switching signals 10d to 10f, respectively. Switching between the two patterns.

【0020】また、検出系であるエンコーダとして、主
軸動作時に使用する低分解能高速型エンコーダ11と割
り出し動作時に使用する高分解能低速型エンコーダ12
が制御回路に接続される。両方のエンコーダは図示され
ていない永久磁石を使用した可動子に連結され、モータ
の動きを計測する。
Further, as an encoder serving as a detection system, a low-resolution high-speed encoder 11 used during spindle operation and a high-resolution low-speed encoder 12 used during index operation are used.
Is connected to the control circuit. Both encoders are connected to a mover using permanent magnets (not shown) and measure the movement of the motor.

【0021】この様な構成とし、高いトルクが必要とな
る割り出し動作時には、制御回路9はコイル切り替えス
イッチ信号10d〜fにより、U、V、W相のそれぞれ
の分割された励磁コイル1〜3のa〜cに対する接続が
それぞれ、電流増幅回路14a〜cに接続されるように
スイッチを切り替える。制御回路9は電流増幅回路14
a〜cに対し、U、V、W相の120度位相ずれた駆動
信号を与える。電流増幅回路14a〜cはU、V、W相
のそれぞれの分割された励磁コイル1〜3のa〜cに、
制御回路9から与えられた指令に従い電流の供給を行
う。これによって、U、V、W相それぞれに配置された
切り替えスイッチ4d〜fを介し、分割された励磁コイ
ル全てに電流が供給される。供給された電流により図示
していない可動子が回転し、連結されたエンコーダ11
及び12が回転する。割り出し時には高分解能低速型エ
ンコーダ12の出力を検出し、これをフィードバック信
号として制御回路9は電流増幅回路14a〜cに対する
指令値を調整し、可動子の位置決めを行う。この時、電
流増幅回路14a〜cが供給する電流は、各電流増幅回
路が3分割され並列に接続された励磁コイル1〜3のa
〜cに対して個別に供給する。
With such a configuration, at the time of the indexing operation in which a high torque is required, the control circuit 9 uses the coil changeover switch signals 10d to 10f to control the U, V, and W phases of the divided excitation coils 1 to 3, respectively. The switches are switched so that the connections to ac are connected to the current amplifier circuits 14a to 14c, respectively. The control circuit 9 includes a current amplification circuit 14
The drive signals a to c are shifted by 120 degrees in U, V, and W phases. The current amplifying circuits 14a to 14c are respectively connected to the ac excitations of the divided excitation coils 1 to 3 of U, V, and W phases.
The current is supplied according to a command given from the control circuit 9. As a result, current is supplied to all of the divided excitation coils via the changeover switches 4d to 4f arranged in the U, V, and W phases, respectively. The mover (not shown) is rotated by the supplied current, and the connected encoder 11 is rotated.
And 12 rotate. At the time of indexing, the control circuit 9 detects the output of the high-resolution low-speed encoder 12 and uses the output as a feedback signal to adjust command values for the current amplifier circuits 14a to 14c to position the mover. At this time, the current supplied by the current amplifier circuits 14a to 14c is a current of the excitation coils 1 to 3 in which each current amplifier circuit is divided into three and connected in parallel.
To c individually.

【0022】また、高速回転となる主軸動作時には、制
御回路9はコイル切り替えスイッチ信号10d〜fによ
り、U、V、W相のそれぞれの分割された励磁コイル1
〜3のa〜cの入力端子と電流増幅回路14a〜cとの
接続を変更する。この際、接続切り替え信号10d〜e
により、切り替えスイッチ4d〜fの内、fは解放とす
る事で、分割した励磁コイル1〜3のa〜cの内、a及
びbのみのコイルを使用する。制御回路9は電流増幅回
路14a及びbに対し、U、V、W相の120度位相ず
れた駆動信号を与える。電流増幅回路14a及びbは
U、V、W相のそれぞれの分割された励磁コイル1〜3
のa及びbに、制御回路9から与えられた指令に従い電
流の供給を行う。これによって、U、V、W相それぞれ
に配置された切り替えスイッチ4d,eを介し、分割さ
れた励磁コイル1〜3のa〜cの内、aとbのみに電流
が供給される。供給された電流により図示していない可
動子が回転し、連結されたエンコーダ11及び12が回
転する。主軸動作時には高速(6000rpm〜100
00rpm程度)で回転するため、分割された励磁コイ
ルの内、電流増幅回路14a,bに接続された励磁コイ
ル1〜3のa、bのコイルには可動子の回転によって逆
起電力が発生する。しかし、主軸用電流アンプには励磁
コイルの内分割された1と2で発生する分の逆起電力の
みが加わるため、励磁コイルを分割して使用するのに対
し逆起電力は1/3となるので、主軸用電流アンプの出
力可能な最大電圧が1/3のもので良い。一方最大トル
クは分割された励磁コイルの内、1と2のみに電流を供
給するため、1〜3全てに電流を流す割り出し用電流ア
ンプを使用する場合と比較し、2/3となるが、割り出
し動作と異なり、主軸動作においては大きなトルクを必
要としないため、問題は発生しない。主軸動作時には高
分解能低速型エンコーダ12は回転速度が速すぎるた
め、検出が不可能となるので、低分解能高速型エンコー
ダ11の出力を検出し、これをフィードバック信号とし
て制御回路は電流増幅回路に対する指令値を調整し、可
動子の位置決めを行う。
When the spindle is operating at a high speed, the control circuit 9 uses the coil changeover switch signals 10d to 10f to separate the excitation coils 1 of the U, V, and W phases.
The connection between the input terminals of a to c and the current amplification circuits 14a to 14c is changed. At this time, the connection switching signals 10d-e
Therefore, among the changeover switches 4d to 4f, f is released, and only the coils a and b are used among the divided excitation coils 1 to 3 a to c. The control circuit 9 provides the current amplifier circuits 14a and 14b with drive signals of U, V, and W phases that are shifted by 120 degrees. The current amplifying circuits 14a and 14b are respectively divided into excitation coils 1 to 3 of U, V, and W phases.
Are supplied in accordance with the instruction given from the control circuit 9 to a and b. As a result, current is supplied only to a and b of the divided excitation coils 1 to 3 through the changeover switches 4d and 4e disposed in the U, V, and W phases, respectively. The mover (not shown) is rotated by the supplied current, and the connected encoders 11 and 12 are rotated. High speed (6000 rpm-100
(Approximately 00 rpm), and among the divided excitation coils, the back electromotive force is generated by the rotation of the mover in the coils of a and b of the excitation coils 1 to 3 connected to the current amplification circuits 14a and 14b. . However, since only the back electromotive force generated by the inner split 1 and 2 of the exciting coil is applied to the main shaft current amplifier, the exciting coil is divided and used, whereas the back electromotive force is 1/3. Therefore, the maximum voltage that can be output from the main shaft current amplifier may be 1/3. On the other hand, the maximum torque is 2/3 as compared with the case of using an indexing current amplifier for supplying current to all 1 to 3 because the current is supplied only to 1 and 2 of the divided excitation coils. Unlike the indexing operation, the spindle operation does not require a large torque, so that no problem occurs. At the time of spindle operation, the high-resolution low-speed encoder 12 has an excessively high rotation speed and cannot be detected. Therefore, the output of the low-resolution high-speed encoder 11 is detected. Adjust the value and position the mover.

【0023】(実施例3)図3に、本発明の第三の実施
例を示す。
(Embodiment 3) FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.

【0024】この実施例は、DCブラシレスモータでY
結線の3相モータである。第2の実施例と異なるのは、
コイルは2分割であって、分割した励磁コイルの結線が
直列となることであり、切り替えスイッチ4g,4hに
よって、割り出し動作時には、直列にした2つのコイル
に電流を流し、主軸動作時には直列にした2つのコイル
のうちの1つにのみ電流を流すように制御回路9によっ
て制御されることである。
In this embodiment, a DC brushless motor is used.
It is a connected three-phase motor. The difference from the second embodiment is that
The coil is divided into two parts, and the connection of the divided excitation coils is in series. By the changeover switches 4g and 4h, a current is passed through the two series-connected coils during the indexing operation, and the series is formed during the main shaft operation. That is, control is performed by the control circuit 9 so that current flows through only one of the two coils.

【0025】(実施例4)実施例1の並列する線を一体
として巻く場合、別々に巻いたコイルを合わせて均等に
分割する事が出来るが、更に3本より多数の例えば10
〜20本程度の並列した線を一体として巻く。この際、
並列する線の一本一本が必ず自分自身の上に重なるよう
に巻くことで、一体となった並列する配線と同じ幅のコ
イルを製作する。これは、ボビンに1本のコイルを巻い
ていく場合と比較し、コイルの幅方向の両端で発生する
折り返し部が発生しないので、よりコイルを均等分割か
つ、乱れ無く巻くことが可能となる。このように製作し
たコイルで多極化しても、実施例1と同様の手法をとる
ことができる。
(Embodiment 4) When the parallel wires of the embodiment 1 are integrally wound, the separately wound coils can be combined and divided evenly.
About 20 parallel wires are wound together. On this occasion,
A coil having the same width as the integrated parallel wiring is manufactured by winding the parallel wiring so that each of the wirings always overlaps itself. In this case, compared with the case where one coil is wound around the bobbin, since no folded portion occurs at both ends in the width direction of the coil, the coil can be more evenly divided and wound without disturbance. Even if the number of poles is increased by using the coil manufactured as described above, the same method as in the first embodiment can be used.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、回転型モータの本来1ヶで構成されるべき励磁コイ
ルを分割し、複数の電流増幅回路との接続を切り替え、
主軸用、割り出し用の特性の異なる電流増幅回路を用い
て、分割した励磁コイルの一部又は全てに電流を供給す
る事により、励磁コイルを分割しない場合と比較して、
モータを兼用しない場合と比較し、主軸、割り出し軸の
二つを別々に持つ必要がなくなり、割り出し時に必要な
高トルクを発生させる事と同時に、主軸動作時には電流
増幅回路に対し発生する逆起電力による影響を低減する
事が可能な駆動モータとする事が出来る。
As described above, according to the present invention, the excitation coil, which is supposed to be constituted by a single motor of the rotary motor, is divided, and the connection with a plurality of current amplifier circuits is switched.
By using a current amplifying circuit with different characteristics for the spindle and indexing to supply current to a part or all of the divided exciting coil, compared with the case where the exciting coil is not divided,
Compared to when the motor is not shared, there is no need to have two separate spindles and indexing shafts, and the necessary high torque is generated at the time of indexing, and at the same time, the back electromotive force generated in the current amplifier circuit during spindle operation The drive motor can reduce the influence of the drive motor.

【0027】さらに、並列する複数の配線を一体として
巻き励磁コイルの分割を計ることで、分割した励磁コイ
ルの特性が均等化できる。
Further, by dividing the winding excitation coil by integrating a plurality of parallel wirings, the characteristics of the divided excitation coil can be equalized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における第1の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明における第2の実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明における第3の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】従来例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a〜c 3分割したU相励磁コイル 2a〜c 3分割したV相励磁コイル 3a〜c 3分割したW相励磁コイル 4a〜f 切り替えスイッチ 5a〜f 電流供給配線 6 割り出し用3相電流増幅回路 7a〜c 主軸用3相電流増幅回路 8a〜f 電流指令 9 制御回路 10a〜g 切り替え信号 11 低分解能高速型エンコーダ 12 高分解能低速速型エンコーダ 13a,b エンコーダ検出信号 14a〜d 3相電流増幅回路 15 U相励磁コイル 16 V相励磁コイル 17 W相励磁コイル 1a-c U-phase excitation coil divided into three 2a-c V-phase excitation coil divided into three 3a-c W-phase excitation coil divided into three 4a-f switch 5a-f Current supply wiring 6. Three-phase current amplifier for indexing 7a-c Three-phase current amplifier circuit for spindle 8a-f Current command 9 Control circuit 10a-g switching signal 11 Low-resolution high-speed encoder 12 High resolution low speed encoder 13a, b Encoder detection signal 14a-d Three-phase current amplifier circuit 15 U-phase excitation coil 16 V phase excitation coil 17 W phase excitation coil

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数に分割した励磁コイルによって各相
巻き線を構成し、割り出し動作と主軸動作を行う回転モ
ータにおいて、 複数の電流増幅回路と、 前記複数に分割した励磁コイルの任意の励磁コイルのみ
に前記複数の電流増幅回路のいずれかからの電流を供給
可能とする切り替え手段と、 前記割り出し動作または主軸動作に応じて前記切り替え
手段を制御して前記複数に分割した励磁コイルの任意の
数の励磁コイルに前記複数の電流増幅回路のうちの選択
した電流増幅回路からの電流を供給する制御回路とを具
えたことを特徴とするモータ装置。
1. A rotary motor in which each phase winding is constituted by a plurality of divided excitation coils and performs an indexing operation and a spindle operation, wherein a plurality of current amplification circuits; and an arbitrary excitation coil of the plurality of divided excitation coils Switching means for supplying a current from any one of the plurality of current amplifier circuits only to the plurality of current amplification circuits; and an arbitrary number of the plurality of exciting coils divided by controlling the switching means in accordance with the indexing operation or the spindle operation. And a control circuit for supplying a current from a current amplifier circuit selected from the plurality of current amplifier circuits to the exciting coil of (1).
【請求項2】 請求項1において、 前記複数に分割した励磁コイルは、並列する複数の線を
一組で巻くことで形成したコイルであり、 前記切り替え手段は、前記一組で巻いた複数の線のう
ち、任意の数を選択し電流増幅回路に接続することを特
徴とするモータ装置。
2. The plurality of exciting coils according to claim 1, wherein the plurality of exciting coils are coils formed by winding a plurality of parallel wires in a set, and the switching unit includes a plurality of the coils wound in the set. A motor device, wherein an arbitrary number of lines are selected and connected to a current amplifier circuit.
【請求項3】 請求項1において、 前記複数の電流増幅回路は、主軸動作時に分割した励磁
コイルに接続する電流増幅回路が予め定めた最大回転数
において、接続する励磁コイルに発生する逆起電力以上
の電圧出力が出力可能な第1の電流増幅回路と、割り出
し動作時に分割した励磁コイルに接続する電流増幅回路
が分割した励磁コイル全てに電流を供給し、予め定めた
最大トルクを発生する第2の電流増幅回路とを含むこと
を特徴とするモータ装置。
3. The back electromotive force generated in the excitation coil connected to the excitation coil connected to the excitation coil divided during the operation of the spindle at a predetermined maximum rotation speed, wherein the plurality of current amplification circuits are connected to each other. The first current amplifying circuit capable of outputting the above voltage output and the current amplifying circuit connected to the exciting coil divided at the time of the indexing operation supply current to all the divided exciting coils to generate a predetermined maximum torque. 2. A motor device, comprising:
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