JP2006177718A

JP2006177718A - アブソリュートエンコーダ

Info

Publication number: JP2006177718A
Application number: JP2004369612A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Matsutani; 泰裕松谷
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】ＡＣサーボモータのポール合わせを機械的な制限を受けることなく、ポール合わせを簡略化することができるアブソリュートエンコーダを提供する。
【解決手段】不揮発性記憶素子１２を搭載し、かつ絶対位置を検出することができるＡＣサーボモータに搭載されたアブソリュートエンコーダにおいて、ＡＣサーボモータの磁極（ポール）位置と一致したある任意の一回転内位置をオフセットデータとして不揮発性記憶素子１２に記憶させ、アブソリュートエンコーダが検出した絶対位置と不揮発性記憶素子１２に記憶させたオフセットデータの減算を行うことで、前記磁極（ポール）位置を原点位置とした一回転位置に補正することができ、ＡＣサーボモータの磁極（ポール）位置と一致した位置を原点位置とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＡＣサーボモータに搭載されるアブソリュートエンコーダに関する。

従来のＡＣサーボモータは、モータの磁極（ポール）位置とエンコーダの原点位置を機械的に合わせている。
図３は従来のエンコーダブロック図である。
図において、３１は絶対値検出センサ、３３は位置出力部である。ＡＣサーボモータのポール位置とエンコーダの原点位置は機械的に合わせてあるので、絶対値センサ３１からの出力はそのまま位置出力部３３に送られる。
また、原点での位置決めを行うことなくアブソリュート型ロータリーエンコーダを設置できるようにするものとして、特許文献１に示すアブソリュート型ロータリーエンコーダがある。
これは、アブソリュート型ロータリーエンコーダをサーボモータ等にマウントして接続した後、サーボモータの回転軸の原点位置で原点リセット信号を送出することで、原点リセット信号検知回路によってこの信号が検知され、電池によりバックアップされたメモリによりそのときの回転角度に対するバイナリデータが保持され、以後はグレイ／バイナリ変換回路と多回転カウンタの出力からこのメモリの保持値を減算することによって設定された原点位置からの回転角度を検出できるようにしている。
特開平６−１２９８７５公報

このように、従来のＡＣサーボモータは、モータの磁極（ポール）とエンコーダの原点位置を機械的に一致させなければならず、エンコーダの取り付け位置および取り付け方向等が制限され、かつ、モータの磁極（ポール）とエンコーダの原点位置または磁極（ポール）信号を一致させるための調整が必要になるという問題があった。
また、ＡＣサーボモータおよびエンコーダが小型になればなるほど、モータの磁極（ポール）とエンコーダの原点位置または磁極（ポール）信号を一致させる機械的な範囲が小さくなり、調整がより困難になるという問題もあった。
また、特許文献１に示すアブソリュート型ロータリーエンコーダは、電池でバックアップされたメモリにモータの原点位置データ（原点リセット信号が検知された時の回転角度に応じたバイナリデータ）を保持し、以後は多回転カウンタの出力からこのメモリの保持値を減算することによって設定された原点位置からの回転角度を検出するものであるが、
（１）メモリを常時バックアップしなければならず、電池がなくなってしまうとデータが消えてしまい、原点位置がずれてしまう、
（２）原点リセット信号は電源が重畳されているため、ノイズ等の外乱によって誤検出した場合、メモリに保持したバイナリデータを更新してしまう、
という欠点があった。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ＡＣサーボモータの磁極（ポール）合わせを機械的な制限を受けることなく、磁極（ポール）合わせを簡略化することができるアブソリュートエンコーダを提供することを目的とし、かつ、不揮発性記憶素子を使用し、ある任意の一回転内位置をオフセットデータとして記憶することで、常時バックアップする必要がなく、不揮発性記憶素子自体が破損しない限り、位置データが消えてしまうことはなく、原点位置がずれることもない、また、一度記憶させてしまえば、再書き込みをしない限り、外乱等で保持したデータを更新してしまうこともないという前記記載の特許文献１の欠点もあわせて改善している。

上記問題を解決するため、請求項１記載のアブソリュートエンコーダの発明は、不揮発性の記憶素子を搭載し、かつ絶対位置を検出することができるＡＣサーボモータに搭載されたアブソリュートエンコーダにおいて、ＡＣサーボモータの磁極位置と一致した、一回転内の任意の位置をオフセットデータとして前記不揮発性記憶素子に記憶させ、前記アブソリュートエンコーダが検出した絶対位置と前記不揮発性記憶素子に記憶させたオフセットデータの減算を行なうことで、前記磁極位置を原点位置とした一回転位置に補正することができ、ＡＣサーボモータの磁極位置と一致した前記任意位置を原点位置とすることができることを特徴とする。

請求項１記載の発明によると、ＡＣサーボモータの磁極（ポール）位置と一致したある任意の一回転内位置を不揮発性記憶素子に記憶させることができ、機械的な合わせを行うことなく、ＡＣサーボモータの磁極（ポール）合わせを行うことができる。
したがって、ＡＣサーボモータの磁極（ポール）合わせを機械的な制限を受けることなく、磁極（ポール）合わせを簡略化することができるアブソリュートエンコーダが得られることとなる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明に係るブロック図である。
図において、１１は絶対値検出センサで、ＡＣサーボモータの回転角度を常に絶対値として検出することができるものである。１２は不揮発性記憶素子で、ＡＣサーボモータの磁極（ポール）位置を記憶するためのものである。１３は位置出力部で、絶対値センサ１１の検出値と不揮発性記憶素子１２の値の差が取り込まれる。
このようにして、絶対位置を検出することができる絶対位置検出センサから絶対位置を検出し、不揮発性記憶素子に記憶してある、ある任意の一回転内位置を読み出し、両者の減算を行うことで、不揮発性記憶素子に記憶してある一回転内位置を原点位置とすることが簡単に行える。
また、ＡＣサーボモータを励磁ロックさせることでＡＣサーボモータの磁極（ポール）位置に固定し、この位置を不揮発性記憶素子に記憶しておくことで、ＡＣサーボモータの磁極（ポール）位置とエンコーダの原点位置を簡単に一致させることができる。

図２は図１のブロック図の機能を示す具体例である。
例えば、絶対値検出センサ１１は、その１回転の分解能が１０２４のアブソリュートエンコーダであるとすると、１／１０２４の絶対角度を検出することができることになる。したがって、１回転内の位置データは、０から１０２３までの角度データとして表される。このため、９０°の位置を不揮発性記憶素子に記憶する場合は、２５６をオフセットデータとして不揮発性記憶素子に記憶させればよい。
そこで、９０°の位置を原点位置としたい場合は、不揮発性記憶素子１２にオフセットデータとして２５６を記憶させておくことで簡単にＡＣサーボモータの磁極（ポール）合わせが行える。
したがって、絶対値検出センサ１１が絶対角度２５６を検出したら、図１から、
絶対角度２５６−オフセットデータ２５６＝０
となり、絶対値検出センサ１１が絶対角度２５６の値を検出したにも関わらず、位置出力としては０が位置出力部１３から出力される。すなわち、原点位置（角度０°）となる。
また、絶対値検出センサ１１が絶対角度５１２（１８０°）を検出したら、同様に不揮発性記憶素子１２内のオフセットデータ２５６（９０°）との差をとることで、位置出力部１３からは２５６（９０°）が出力される。
同様に、絶対値検出センサ１１が絶対角度７６８（２７０°）を検出したら、位置出力部１３からは５１２（１８０°）が出力される。
このような計算を一回転全周に亘って行えば角度の補正をすることができ、任意の位置を原点とすることが簡単に行える。

本発明に係るアブソリュートエンコーダのブロック図である。図１のブロック図の機能を示す具体例である。従来のアブソリュートエンコーダのブロック図である。

符号の説明

１１絶対値検出センサ
１２不揮発性記憶素子
１３位置出力部

Claims

不揮発性の記憶素子を搭載し、かつ絶対位置を検出することができるＡＣサーボモータに搭載されたアブソリュートエンコーダにおいて、ＡＣサーボモータの磁極位置と一致した、一回転内の任意の位置をオフセットデータとして前記不揮発性記憶素子に記憶させ、前記アブソリュートエンコーダが検出した絶対位置と前記不揮発性記憶素子に記憶させたオフセットデータの減算を行なうことで、前記磁極位置を原点位置とした一回転位置に補正することができ、ＡＣサーボモータの磁極位置と一致した前記任意位置を原点位置とすることができることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。