JP2009195087A - Rotation angle position detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータなどのアクチュエータの回転駆動力によって回転する回転子の回転角度位置を検出する回転角度位置検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle position detection device that detects a rotation angle position of a rotor that is rotated by a rotation driving force of an actuator such as a motor.
従来、回転子の回転角度位置を検出する位置検出センサとして、例えば、レゾルバ、ロータリエンコーダなどが用いられている。特に、レゾルバは、センサ本体に精密部品、電子部品を使用しないことから、ロータリエンコーダなどと比較して耐環境性に優れており、長期間使用されることが多い。
例えば、VR(可変リラクタンス)型のレゾルバは、モータ等のアクチュエータの回転軸に回転自在に取り付けられ、ロータとステータの間のリラクタンスがロータの位置により変化し、その変化に応じた電圧のレゾルバ信号を出力する。モータ部にレゾルバを設け、そのレゾルバからの多相出力(例えば、3相)をモータを駆動制御するドライブユニット内に取り込む。ドライブユニットでは、取り込んだ多相出力信号を相変換回路により2相出力(SlN、COS)信号に変換し、このアナログの信号をR/Dコンバータ(RDC)でデジタルの信号に変換し、該変換して得られた角度データを補正データにより補正して、最終的なデジタル位置信号を得て、これに基づきモータを制御していた(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, for example, a resolver, a rotary encoder, or the like is used as a position detection sensor that detects a rotation angle position of a rotor. In particular, the resolver does not use precision parts or electronic parts in the sensor body, and therefore has better environmental resistance than a rotary encoder or the like, and is often used for a long period of time.
For example, a VR (variable reluctance) type resolver is rotatably attached to a rotating shaft of an actuator such as a motor, and the reluctance between the rotor and the stator changes depending on the position of the rotor, and a voltage resolver signal corresponding to the change. Is output. A resolver is provided in the motor unit, and a multiphase output (for example, three phases) from the resolver is taken into a drive unit that drives and controls the motor. In the drive unit, the captured multi-phase output signal is converted into a two-phase output (SIN, COS) signal by a phase conversion circuit, and this analog signal is converted into a digital signal by an R / D converter (RDC). The angle data obtained in this way was corrected with correction data to obtain a final digital position signal, and the motor was controlled based on this (see, for example, Patent Document 1).
ところで、モータ等のアクチュエータを安全且つ高精度に制御するためには、例えば、レゾルバを組み込んだ機械固有の情報(レゾルバとアクチュエータなどの機械との組み付け誤差など)や、アクチュエータの性能を示す情報などのレゾルバの組み込まれる機械に関連する情報(以下、機械情報という)が必要となる。アクチュエータを駆動制御する制御装置(ドライブユニット)は、これらの情報に基づきアクチュエータの制御パラメータを設定し、適切な制御信号を生成してアクチュエータを制御する。
しかしながら、上記従来技術においては、機械情報は、制御装置の内部メモリに記憶して保持する構成となっており、また、機械情報は、レゾルバの組み込まれる機械個々で異なる情報となるため、故障、メンテナンス等で制御装置を交換する場合に、交換する度に制御装置の有するメモリに適切な機械情報を書き込む(あるいは書き換えてやる)必要があった。 However, in the above prior art, the machine information is stored and held in the internal memory of the control device, and the machine information becomes different information for each machine in which the resolver is incorporated. When replacing the control device for maintenance or the like, it is necessary to write (or rewrite) appropriate machine information in the memory of the control device each time the control device is replaced.
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、レゾルバの組み込まれた機械と制御装置との互換性を向上するのに好適な回転角度位置検出装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made paying attention to such an unsolved problem of the conventional technology, and is suitable for improving the compatibility between the machine in which the resolver is incorporated and the control device. An object of the present invention is to provide an angular position detection device.
〔発明1〕 上記目的を達成するために、発明1の回転角度位置検出装置は、アクチュエータの駆動に伴って回転する回転子の回転角度に応じて位相の異なる複数の信号を出力するレゾルバと、該レゾルバを駆動する駆動手段と、前記レゾルバから出力される信号に基づき前記回転子の回転角度位置に係る角度信号を生成する角度信号生成手段と、該角度信号生成手段で生成された角度信号を前記アクチュエータを制御する制御装置に送信する角度信号送信手段と、を備えた回転角度位置検出装置であって、前記アクチュエータの制御処理を含む前記制御装置において実行される所定の処理に用いられる、前記レゾルバの組み込まれる機械に関連する情報である機械情報を記憶する不揮発性の記憶媒体と、前記記憶媒体に記憶された前記機械情報を前記制御装置に送信する機械情報送信手段と、を備える。 [Invention 1] In order to achieve the above object, a rotation angle position detection device of Invention 1 includes a resolver that outputs a plurality of signals having different phases according to the rotation angle of a rotor that rotates as the actuator is driven. Drive means for driving the resolver, angle signal generating means for generating an angle signal related to the rotational angle position of the rotor based on a signal output from the resolver, and an angle signal generated by the angle signal generating means A rotation angle position detection device comprising: an angle signal transmission means for transmitting to a control device for controlling the actuator; and used for a predetermined process executed in the control device including a control process for the actuator. A non-volatile storage medium for storing machine information that is information related to a machine in which the resolver is incorporated, and the machine stored in the storage medium Comprising a machine information transmitting means for transmitting a broadcast to the control device.
このような構成であれば、機械情報送信手段によって、不揮発性の記憶媒体に記憶された機械情報を制御装置に送信することができる。
これによって、制御装置を交換したときに、レゾルバの組み込まれた機械に固有の機械情報を制御装置に送信することで容易に両者の互換性をとるができる。従って、アクチュエータへの過剰な電流供給などによる故障や事故(焼損事故など)の発生などを低減することができる。
If it is such a structure, the machine information memorize | stored in the non-volatile storage medium can be transmitted to a control apparatus by a machine information transmission means.
As a result, when the control device is exchanged, the machine information unique to the machine in which the resolver is incorporated is transmitted to the control device, so that compatibility between the two can be easily achieved. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of troubles and accidents (burnout accidents, etc.) due to excessive current supply to the actuator.
更に、人手を介さずに、レゾルバの組み込まれる機械の正確な機械情報を制御装置に送信することができるので人為的なミスの発生を防ぐことができる。
また、アクチュエータの能力と制御装置の能力とが合わないようなときに、機械情報によって動作前に両者の相性をチェックすることができるので、組み合わせミスによる、ドライブ能力の不足した状態での使用(モータの不回転などが発生)などを防ぐことができる。
Furthermore, since the accurate machine information of the machine in which the resolver is incorporated can be transmitted to the control device without manual intervention, it is possible to prevent the occurrence of human error.
In addition, when the capacity of the actuator does not match the capacity of the control device, the compatibility between the two can be checked before operation by machine information, so use in a state where the drive capacity is insufficient due to a combination error ( Motor non-rotation, etc.) can be prevented.
ここで、上記回転子は、アクチュエータの駆動に伴って回転するものであれば何でも良く、アクチュエータの出力軸と直接接続されるもの、減速機やプーリなどの伝達機構を介して接続されるものなどが該当する。前者は、例えば、アクチュエータの出力軸とカップリングを介して接続されるもの、また、回転子が中空軸構造であればアクチュエータの出力軸を内嵌して接続されるものなどがある。後者は、例えば、前輪駆動又は後輪駆動の車などの後輪又は前輪の非駆動輪の車軸が回転子となるものなどがある。 Here, the rotor may be anything as long as it rotates as the actuator is driven, such as one that is directly connected to the output shaft of the actuator, one that is connected via a transmission mechanism such as a speed reducer or pulley, etc. Is applicable. The former includes, for example, one that is connected to the output shaft of the actuator via a coupling, and one that is connected by fitting the output shaft of the actuator if the rotor is a hollow shaft structure. The latter includes, for example, a rear wheel such as a front-wheel drive or rear-wheel drive vehicle, or an axle of a front non-drive wheel that serves as a rotor.
また、上記レゾルバの組み込まれる機械に関連する情報とは、レゾルバの取り付けられる回転子、該回転子を回転させるアクチュエータ、アクチュエータの動力を伝達する伝達機構など、アクチュエータの動作に関連するものであれば、アクチュエータからレゾルバの取り付けられる回転子に至るまでのあらゆる機械部品の情報が含まれる。つまり、レゾルバの組み込まれる機械は、アクチュエータに直接レゾルバが組み込まれる場合(回転子が共通の場合)はアクチュエータ自身を示し、回転子とアクチュエータとが伝達機構などを介して接続されている場合などは、アクチュエータからレゾルバの取り付けられる回転子に至るまでの構成部品の全体又はアクチュエータの動作に関連する部分の構成部品を示す。 The information related to the machine in which the resolver is incorporated may be information related to the operation of the actuator, such as a rotor to which the resolver is attached, an actuator for rotating the rotor, and a transmission mechanism for transmitting the power of the actuator. , Information on every mechanical part from the actuator to the rotor to which the resolver is attached is included. In other words, the machine in which the resolver is incorporated indicates the actuator itself when the resolver is incorporated directly into the actuator (when the rotor is common), and when the rotor and the actuator are connected via a transmission mechanism, etc. , Showing the whole of the components from the actuator to the rotor to which the resolver is attached or the components related to the operation of the actuator.
〔発明2〕 更に、発明2の回転角度位置検出装置は、発明1に記載の回転角度位置検出装置において、前記機械情報を、外部装置から受信する機械情報受信手段と、
前記機械情報受信手段で受信した機械情報を前記記憶媒体に記憶する機械情報記憶手段と、を備える。
このような構成であれば、機械情報受信手段によって、外部装置から機械情報を受信して、機械情報記憶手段によって、受信した機械情報を不揮発性の記憶媒体に記憶することができる。
これによって、アクチュエータや、レゾルバの交換などを行ったときに、外部装置を使って簡易に機械情報の更新を行うことができる。
[Invention 2] Further, the rotation angle position detection device of the invention 2 is the rotation angle position detection device according to the invention 1, wherein the machine information receiving means for receiving the machine information from an external device;
Machine information storage means for storing machine information received by the machine information receiving means in the storage medium.
With such a configuration, the machine information receiving unit can receive the machine information from the external device, and the machine information storage unit can store the received machine information in a nonvolatile storage medium.
As a result, when the actuator or the resolver is exchanged, the machine information can be easily updated using the external device.
〔発明3〕 更に、発明3の回転角度位置検出装置は、発明2に記載の回転角度位置検出装置において、前記機械情報は、該機械情報の内容を識別する識別情報を含む。
このような構成であれば、制御装置側で、識別情報から機械情報の内容を容易に解析することができるので、機械情報の解釈ミスによる設定ミスの発生を防ぎ、レゾルバの組み込まれた機械と制御装置との互換性をより向上することができる。
[Invention 3] The rotation angle position detection device according to Invention 3 is the rotation angle position detection device according to Invention 2, wherein the machine information includes identification information for identifying the contents of the machine information.
With such a configuration, it is possible to easily analyze the contents of the machine information from the identification information on the control device side, thereby preventing the occurrence of a setting error due to an error in the interpretation of the machine information. Compatibility with the control device can be further improved.
〔発明4〕 更に、発明4の回転角度位置検出装置は、発明1乃至発明3のいずれか1項に記載の回転角度位置検出装置において、前記機械情報は、前記制御処理に用いられる前記アクチュエータの制御パラメータに係る情報を含む。
このような構成であれば、機械情報が、例えば、制御の基準となる機械的な原点位置の情報、レゾルバとアクチュエータコアとの組み込み誤差による位相誤差の情報、レゾルバの出力と機械側の移動量との関係を示す情報などのアクチュエータを制御する際に必要な制御パラメータに係る情報を含む。
これによって、制御装置を交換したときに、回転角度位置検出装置の保持する機械情報を新たな制御装置に送信することで、この制御装置は、アクチュエータを制御するのに適切な制御パラーメータを用いてアクチュエータの制御を行うことができる。
[Invention 4] Further, the rotation angle position detection device according to the invention 4 is the rotation angle position detection device according to any one of the inventions 1 to 3, wherein the machine information is information on the actuator used in the control process. Contains information on control parameters.
With such a configuration, the machine information includes, for example, information on the mechanical origin position serving as a reference for control, information on phase error due to an incorporation error between the resolver and the actuator core, output of the resolver, and movement amount on the machine side. Information relating to control parameters necessary for controlling the actuator, such as information indicating the relationship between the
As a result, when the control device is replaced, the machine information held by the rotation angle position detection device is transmitted to the new control device, so that the control device uses the control parameters appropriate for controlling the actuator. The actuator can be controlled.
〔発明5〕 更に、発明4の回転角度位置検出装置は、発明1乃至4のいずれか1に記載の回転角度位置検出装置において、前記機械情報は、前記アクチュエータと前記制御装置との互換性をチェックする処理に用いられる前記アクチュエータの性能に関する情報を含む。 [Invention 5] Further, the rotation angle position detection device according to the invention 4 is the rotation angle position detection device according to any one of the inventions 1 to 4, wherein the machine information indicates compatibility between the actuator and the control device. It includes information on the performance of the actuator used for the checking process.
このような構成であれば、機械情報が、例えば、アクチュエータの最大入力電流、最大出力トルク、アクチュエータの型式、アクチュエータの製造番号などのアクチュエータの性能に関する情報を含む。
これによって、制御装置を交換したときに、回転角度位置検出装置の保持する機械情報を制御装置に送信することで、事前にアクチュエータと制御装置との互換性を正確に判断することができるので、アクチュエータと制御装置との組み合わせミスの発生を低減することができる。
With such a configuration, the machine information includes information on the performance of the actuator such as, for example, the maximum input current of the actuator, the maximum output torque, the actuator model, and the actuator serial number.
Thereby, when the control device is replaced, by transmitting the machine information held by the rotation angle position detection device to the control device, it is possible to accurately determine the compatibility between the actuator and the control device in advance. Occurrence of a combination error between the actuator and the control device can be reduced.
〔発明6〕 更に、発明5の回転角度位置検出装置は、発明1乃至5のいずれか1に記載の回転角度位置検出装置において、前記機械情報は、前記アクチュエータに発生する異常を解析する処理に用いられる前記アクチュエータの使用状態に関する情報を含む。
このような構成であれば、機械情報が、例えば、アクチュエータの修理履歴の情報や、異常発生時刻の情報などのアクチュエータの使用状態に関する情報を含む。
これによって、アクチュエータに異常が発生したときに、その異常の発生原因の究明などの異常解析処理などを容易に行うことができる。
[Invention 6] Further, the rotation angle position detection device according to the invention 5 is the rotation angle position detection device according to any one of the inventions 1 to 5, wherein the machine information is a process of analyzing an abnormality occurring in the actuator. It contains information about the usage status of the actuator used.
With such a configuration, the machine information includes, for example, information related to the use state of the actuator such as information on the repair history of the actuator and information on the time of occurrence of abnormality.
As a result, when an abnormality occurs in the actuator, it is possible to easily perform abnormality analysis processing such as investigation of the cause of the abnormality.
〔発明7〕 更に、発明7の回転角度位置検出装置は、発明1乃至6のいずれか1に記載の回転角度位置検出装置において、前記機械情報は、前記角度信号に含まれる前記レゾルバの組み込まれる機械に固有の誤差を補正する処理に用いる補正情報を含む。 [Invention 7] Further, the rotation angle position detection device according to Invention 7 is the rotation angle position detection device according to any one of Inventions 1 to 6, wherein the mechanical information is incorporated in the resolver included in the angle signal. It includes correction information used for processing to correct machine-specific errors.
このような構成であれば、制御装置を交換したときに、回転角度位置検出装置の保持する機械情報を制御装置に送信することで、制御装置側で、角度信号に含まれる前記誤差を正確に補正することができる。 With such a configuration, when the control device is replaced, the machine information held by the rotation angle position detection device is transmitted to the control device, so that the control device can accurately determine the error included in the angle signal. It can be corrected.
以上説明したように、本発明の回転角度位置検出装置によれば、回転角度位置検出装置の備える不揮発性の記憶媒体に機械情報を記憶し、該記憶された機械情報をアクチュエータを制御する外部の制御装置に送信するようにしたので、レゾルバの組み込まれる機械と、制御装置との互換性を向上することができるという効果が得られる。
更に、人手を介さずにレゾルバの組み込まれる機械の正確な機械情報を制御装置に送信することができるので人為的なミスの発生を防ぐことができる。
As described above, according to the rotation angle position detection device of the present invention, machine information is stored in a nonvolatile storage medium included in the rotation angle position detection device, and the stored machine information is stored in an external device that controls the actuator. Since transmission is made to the control device, there is an effect that the compatibility between the machine in which the resolver is incorporated and the control device can be improved.
Furthermore, since accurate machine information of the machine in which the resolver is incorporated can be transmitted to the control device without manual intervention, it is possible to prevent occurrence of human error.
更に、アクチュエータの能力と制御装置の能力とが合わないようなときに、アクチュエータの動作前に機械情報によって両者の相性をチェックすることができるので、組み合わせミスによる不具合の発生を低減することができる。 Furthermore, when the capability of the actuator does not match the capability of the control device, the compatibility between the two can be checked by the machine information before the operation of the actuator, so that it is possible to reduce the occurrence of problems due to a combination error. .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図1〜図8は、本発明に係る回転角度位置検出装置の実施の形態を示す図である。
本実施の形態では、本発明に係る回転角度位置検出装置をモータの位置決めを行うシステムに適用した場合を説明する。
まず、本発明に係るモータ制御システム1の構成を図1に基づき説明する。図1は、本発明に係るモータ制御システム1の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1-8 is a figure which shows embodiment of the rotation angle position detection apparatus based on this invention.
In the present embodiment, a case where the rotation angle position detection device according to the present invention is applied to a system for positioning a motor will be described.
First, the configuration of the motor control system 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor control system 1 according to the present invention.
モータ制御システム1は、図1に示すように、モータ回転軸の回転角度位置を検出する回転角度位置検出装置100と、モータ200と、回転角度位置検出装置100で検出された回転角度位置の情報に基づきモータ200の動作を制御する制御装置300とを含んで構成される。
回転角度位置検出装置100は、レゾルバ10と、レゾルバ制御装置20とを含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the motor control system 1 includes a rotation angle
The rotational angle
レゾルバ10は、回転子に回転自在に取り付けられたレゾルバロータと固定子に取り付けられたレゾルバステータとの間隙のリラクタンスがレゾルバロータの回転角度位置により変化し、レゾルバロータの1回転でリラクタンス変化の基本波成分が1周期となるように構成された単極の3相VR型レゾルバである。本実施の形態において、レゾルバ10は、モータ200の出力軸(モータ回転軸)の回転角度に応じた3相のレゾルバ信号を出力する。より具体的に、レゾルバステータの外径中心、内径中心、及びレゾルバロータの外径中心はモータの回転中心O1と一致するが、レゾルバロータの内径中心O2は回転中心O1に対してΔxだけ偏心するように、レゾルバロータの径方向の肉厚を連続的に変化させている。
In the
レゾルバステータの外周には120[°]間隔でA相、B相及びC相を構成する計18個のステータポールが等間隔に外歯状に凸設されている。各々のステータポールにはステータコイルC1〜C18を巻回したコイルボビンが装着されている。コイルボビンの材質として、適度な弾力性のある非磁性体であれば、特に限定されるものではなく、例えば、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性樹脂であれば、射出成形が容易である。 On the outer periphery of the resolver stator, a total of 18 stator poles constituting A phase, B phase, and C phase at 120 [°] intervals are protruded in the form of external teeth at equal intervals. Coil bobbin is mounted by winding the stator coil C 1 -C 18 in each of the stator poles. The material of the coil bobbin is not particularly limited as long as it is a non-magnetic material having moderate elasticity. For example, heat such as styrene resin, polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, nylon, polybutylene terephthalate resin, etc. If it is a plastic resin, injection molding is easy.
ステータコイルC1〜C18の共通端子に励磁信号が印加されると、レゾルバロータが1回転する間にA相、B相及びC相の各ステータコイルC1〜C18からは120[°]位相がずれた1サイクルの電流信号が各々出力される。レゾルバ10から出力されるレゾルバ信号により絶対的な回転角度位置を検出することができる。
レゾルバ制御装置20は、レゾルバ10に励磁信号を供給する励磁回路20aと、レゾルバ10からの電流信号を電圧信号に変換するI/V変換回路20bと、レゾルバ10から出力される3相のレゾルバ信号を2相のレゾルバ信号に変換する相変換回路20cと、アナログのレゾルバ信号をデジタルの信号に変換するRDC20dと、デジタルのレゾルバ信号に基づき回転子(モータ回転軸)の回転角度位置を検出すると共に、各回路の動作を制御する演算装置20eと、機械情報を記憶するための記憶装置20fと、外部装置からデータを受信するためのI/F回路である第1I/F回路20gと、制御装置300にデータを送信するためのI/F回路である第2I/F回路20hとを含んで構成される。
The excitation signal to the common terminal of the stator coil C 1 -C 18 is applied, from the A-phase, the stator of the B-phase and C-phase coils C 1 -C 18 while the resolver rotor rotates 1 120 [°] One cycle current signals out of phase are output. The absolute rotational angle position can be detected from the resolver signal output from the
The
励磁回路20aは、発振器を備え、絶対回転角を検出するための正弦波信号からなる交流信号をレゾルバ10と相変換回路20cとに出力する。
I/V変換回路20bは、各相に接続された抵抗R1、R2、R3の3つの抵抗(不図示)を有し、該3つの抵抗によって、各相の電流信号を電圧信号に変換する。
相変換回路20cは、I/V変換回路20bからの3相のレゾルバ信号を2相のレゾルバ信号(sin信号,cos信号)に変換して、RDC20cに出力する。
The
The I /
The
ここでは、励磁回路20aの発信角周波数をωとし、高次成分を無視すると、I/V変換回路20bで得られる各相のレゾルバ信号は下式(1)〜(3)に示す通りとなる。ここでは、説明の便宜上、A相を基準としてB相及びC相の位相がそれぞれ120[°]遅れる場合を例示する。また、相変換回路20cで得られる2相信号を下式(4)〜(5)に示す。下式(5)において、sqr(x)は引数xの平方根を返す関数とする。
φA=A1+A2sinθ)・sinωt …(1)
φB={B1+B2sin(θ−2π/3)}・sinωt …(2)
φC={C1+C2sin(θ−4π/3)}・sinωt …(3)
sin信号=φA−(φB+φC)/2 …(4)
cos信号=sqr(3/4)・(φB−φC) …(5)
RDC20dは、12ビットのA/D変換器を有しており、励磁信号に同期したタイミングで相変換回路20cからのアナログの2相のレゾルバ信号を取得し、これをデジタルの角度信号φに変換して演算装置20eに出力する。
Here, when the transmission angular frequency of the
φA = A1 + A2sinθ) · sinωt (1)
φB = {B1 + B2sin (θ-2π / 3)} · sinωt (2)
φC = {C1 + C2sin (θ-4π / 3)} · sinωt (3)
sin signal = φA− (φB + φC) / 2 (4)
cos signal = sqr (3/4) · (φB−φC) (5)
The
具体的に、分解能が12ビットに設定されると、2相のレゾルバ信号は、レゾルバロータの1回転あたり4096(=212)パルスのデジタル角度信号φに変換される。つまり、レゾルバ信号はレゾルバ10が一回転する間に、0から4095までカウントアップされたデジタル値となる。
演算装置20eは、RDC20dからのデジタルの角度信号φに基づき、回転子(モータ回転軸)の回転角度位置を検出し、該検出した回転角度位置を第2I/F回路20hを介して制御装置300に出力する。
Specifically, when the resolution is set to 12 bits, the two-phase resolver signal is converted into a digital angle signal φ of 4096 (= 212) pulses per revolution of the resolver rotor. That is, the resolver signal becomes a digital value counted up from 0 to 4095 while the
The
更に、演算装置20eは、不図示の外部装置からの機械情報の書き込み要求に応じて、第1I/F回路20gを介して外部装置から機械情報を受信し、該受信した機械情報を記憶装置20fに書き込む。本実施の形態において、機械情報は、その内容(意味)を識別できる識別情報を含んでいる。
Further, the
ここで、図2は、機械情報の一例を示す図である。
機械情報は、レゾルバ10が組み込まれる機械に関連する情報であり、以下の(1)〜(4)の情報を含む。(1)モータ200の制御処理に用いられる制御パラメータに関する情報。(2)モータ200と制御装置300との互換性をチェックするのに用いられるモータ200の性能に係る情報。(3)モータ200に発生する異常の解析に用いるモータ200の使用状態に係る情報。(4)回転角度位置検出装置100からの出力される角度信号に含まれるモータ200固有の誤差を補正するための補正情報。
Here, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the machine information.
The machine information is information related to the machine in which the
また、ここでいう機械とは、モータなどのレゾルバの回転子に回転駆動力を付与するアクチュエータを含み、レゾルバ10の組み込み構成によって、アクチュエータの出力軸からレゾルバ10の回転子に回転駆動力を伝達する伝達機構なども含む。
例えば、レゾルバ10の回転子がカップリングやビルトイン結合などによってモータ200の出力軸に直接組み込まれる構成の場合や、モータ200が直接駆動型のモータであって、モータ200の出力軸とレゾルバ10の回転子とが共通する場合などは、機械情報は、主にモータ200に関連する情報となる。一方、伝達機構などを介してアクチュエータの回転力がレゾルバ10の回転子に伝達される場合は、モータ200に関連する情報に加え、伝達機構に関する情報なども機械情報に含まれる。
In addition, the machine here includes an actuator that applies a rotational driving force to the resolver rotor such as a motor, and the rotational driving force is transmitted from the output shaft of the actuator to the rotor of the
For example, when the rotor of the
例えば、モータ200の制御パラメータに係る機械情報であれば、図2に示すように、モータ200の磁極数、最大入力電流値、モータの巻線相抵抗値、モータの巻線相インダクタンス、モータロータの負荷慣性モーメントなどがある。なお、制御パラメータに係る機械情報とモータの性能に係る機械情報とはその多くが重複している。
演算装置20eは、これら機械情報を、図2に示すように、内部番号と、パラメータの設定値と、識別情報(機械情報の内容(意味))とを対応付けて記憶装置20fに記憶するようになっている。つまり、制御装置300において、対応付けられた識別情報の内容を解釈することで各機械情報を識別することができるようにしている。
For example, in the case of machine information related to the control parameters of the
As shown in FIG. 2, the
本実施の形態では、これら以外にも、上記(1)及び(2)の機械情報として、レゾルバ10をモータのコアに組み込んだときの組み込み誤差による位相誤差の情報、モータの最大出力トルク、モータの温度時定数、モータの定格電流、モータの型式、モータの製造番号の情報が記憶装置20fに記憶される。更に、上記(3)の機械情報として、異常の発生履歴、異常の発生時刻、モータの修理履歴、モータの総回転角度の情報が、上記(4)の機械情報として、位置補正データが記憶装置20fにそれぞれ記憶される。
In the present embodiment, in addition to these, as the mechanical information of the above (1) and (2), information on the phase error due to the incorporation error when the
更に、演算装置20eは、制御装置300からの機械情報の取得要求に応じて、記憶装置20fに記憶された機械情報を読み出し、該読み出した機械情報を第2I/F回路20hを介して制御装置300に送信する。
更に、演算装置20eは、断線検出回路20kからの断線検出信号に基づき、断線が確認された場合に異常出力信号を生成し、これを第2I/F回路20hを介して制御装置300に出力する。
Further, the
Further, the
記憶装置20fは、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ等の電気的にデータを書き換えることが可能な不揮発性の記憶媒体から構成されており、電力の供給を断ち切った後も記憶されたデータを保持し続ける。更に、記憶装置20fは、演算装置20eによってデータの書き込み及び読み出し動作が制御される。
The
第1I/F回路20gは、RS232Cドライバを有するUARTなどのシリアルI/F回路、USBI/F回路、IEEE1394I/F回路などのデータ通信を行う外部装置の有するI/F回路に対応するI/F回路から構成され、レゾルバ制御装置20と外部装置とのデータの送受信を可能とする。
第2I/F回路20hは、RS422ドライバを有するBISS(Bidirectional Serial Sensor Interface)回路などのセンサI/F回路、RS232Cドライバを有するUARTなどのシリアルI/F回路、USBI/F回路、IEEE1394I/F回路などのデータ通信を行う制御装置300の有するI/F回路に対応するI/F回路から構成され、レゾルバ制御装置20と制御装置300とのデータ送受信を可能とする。
The first I /
The second I /
モータ200は、図示しないモータロータとモータステータとを備え、モータステータは複数の歯列が形成されて熊手状に内側に突出した磁極を円周方向に等間隔に複数個有する電磁石を備えて構成され、隣接する磁極相互ではその歯列は所定ピッチずらした位相をもって配設されている。そして、モータステータの内側に、鉄心の歯を有するモータロータが同軸に配設されている。その鉄心の歯は前記モータステータの電磁石の磁極の歯列とは異なるピッチでロータ外側に均一に突出して形成され、両歯列が僅かのギャップを隔てて対向する構造のVR型のステッピングモータを構成している。
The
モータステータはモータ回転軸に固定されており、モータステータのコイルに制御装置300を介して制御電流を流すことでモータステータの各歯が所定の順序に励磁されてモータロータが回転し、この回転に伴ってモータ回転軸が回転する。
The motor stator is fixed to the motor rotation shaft. By supplying a control current to the motor stator coil via the
次に、図3に基づき、制御装置300の詳細な構成を説明する。
図3は、制御装置300の構成を示すブロック図である。
制御装置300は、図3に示すように、モータ200の動作を制御する制御処理、電源投入時に実行される初期化処理、互換性のチェック処理などの各種処理を実現するための各種専用のプログラムを実行するCPU60と、プログラムの実行に必要なデータを一時記憶するRAM62と、各種専用のプログラムの記憶されたROM64と、回転角度位置検出装置100及びモータ200とデータの送受信を行うためのI/F回路66と、各構成要素間を接続するデータ伝送路であるバス68と、液晶ディスプレイ、プリンタ、音声出力装置などから構成される出力装置72と、キーボード、操作パネルなどから構成される入力装置74とを含んで構成される。なお、回転角度位置検出装置100と制御装置300とは、対応するI/F回路間が通信ケーブルで接続されており、モータ200と制御装置300も、対応するI/F回路間が通信ケーブルで接続されている。
Next, based on FIG. 3, the detailed structure of the
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the
As shown in FIG. 3, the
制御装置300は、電源の投入時において、モータを制御するための制御パラメータの設定処理などを含む初期化処理を行う機能を有している。この初期化処理は、まず、回転角度位置検出装置100に対して、I/F回路66を介して上記(1)〜(4)の機械情報の取得要求を送信する。そして、回転角度位置検出装置100から上記(1)〜(4)の機械情報を受信すると、該受信した機械情報をRAM62に記憶する。次に、この記憶した機械情報のうち上記(2)の機械情報に基づき、モータ200と制御装置300との性能的な相性を検査し、この検査結果に基づき、制御装置300がモータ200を駆動するのに十分な性能を有しているか否かをチェックする。
The
制御装置300がモータ200を駆動するのに十分な性能を有していない場合は、出力装置72を介してエラーを出力する。一方、十分な性能を有している場合は、次に、RAM62に記憶した上記(1)の機械情報に基づき、モータの制御処理に使用する各種制御パラメータを設定する。これにより、初期化処理が完了する。
初期化処理が完了すると、制御装置300は、回転角度位置検出装置100から送信された角度信号をI/F回路66を介して受信し、該受信した角度信号と設定した制御パラメータとに基づき、モータ200を制御する制御信号(例えば、位置指令信号、速度指令信号など)を生成する。そして、この生成した制御信号をI/F回路66を介してモータ200に出力して、該モータ200の動作を制御する。本実施の形態では、制御信号は、PWM(Pulse Width Modulation)信号としてモータ200に与えられる。
If the
When the initialization process is completed, the
次に、図4に基づき、回転角度位置検出装置100の機械情報の記憶処理の流れを説明する。ここで、図4は、回転角度位置検出装置100の機械情報の記憶処理を示すフローチャートである。
機械情報の記憶処理は、回転角度位置検出装置100とそのレゾルバ10が組み込まれる機械との組に対してこれらの駆動前に行われる処理である。
Next, based on FIG. 4, the flow of the storage process of the machine information of the rotation angle
The storage process of the machine information is a process that is performed before driving the set of the rotation angle
具体的に、ユーザの指示に応じて回転角度位置検出装置100に接続されたPCなどの外部装置から送信される上記(1)〜(4)の機械情報を回転角度位置検出装置100の記憶装置20fに記憶する処理である。
演算装置20eにおいて、機械情報の記憶処理が開始されると、まず、ステップS100に移行する。
Specifically, the mechanical information of the above (1) to (4) transmitted from an external device such as a PC connected to the rotation angle
When the storage process of machine information is started in the
ステップS100に移行すると、演算装置20eは、第1I/F回路20gを介して、外部装置から機械情報の書き込み要求を受信したか否かを判定し、受信したと判定した場合(Yes)は、ステップS102に移行し、そうでない場合(No)は、受信するまで判定処理を繰り返す。
ステップS102に移行した場合は、演算装置20eは、回転角度位置検出装置100の駆動状態をチェックして、ステップS104に移行する。
In step S100, the
When the process proceeds to step S102, the
ステップS104では、演算装置20eは、ステップS102のチェック結果に基づき、書き込み可能か否かを判定し、書き込み可能と判定した場合(Yes)は、ステップS106に移行し、そうでない場合(No)は、ステップS114に移行する。
ステップS106に移行した場合は、演算装置20eは、書き込みを許可する許可応答を、第1I/F回路20gを介して外部装置に送信し、ステップS108に移行する。
In step S104, the
When the process proceeds to step S106, the
ステップS108では、演算装置20eは、第1I/F回路20gを介して、外部装置から機械情報を受信したか否かを判定し、受信したと判定した場合(Yes)は、ステップS110に移行し、そうでない場合(No)は、受信するま判定処理を繰り返す。
ステップS110に移行した場合は、演算装置20eは、ステップS108で受信した機械情報を、内部番号と対応付けて記憶装置20fに記憶して、ステップS112に移行する。
In step S108, the
When the process proceeds to step S110, the
ステップS112では、演算装置20eは、機械情報の受信処理が完了し且つ記憶処理が完了したか否かを判定し、完了したと判定した場合(Yes)は、ステップS100に移行し、そうでない場合(No)は、ステップS108に移行する。
一方、ステップS104において書き込みが不可能な状態であり、ステップS114に移行した場合は、演算装置20eは、書き込みが不可能であることを示す不可応答を、第1I/F回路20gを介して外部装置に送信し処理を終了する。
In step S112, the
On the other hand, if the writing is impossible in step S104 and the process proceeds to step S114, the
次に、図5に基づき、回転角度位置検出装置100の機械情報の送信処理の流れを説明する。ここで、図5は、回転角度位置検出装置100の機械情報の送信処理を示すフローチャートである。
機械情報の送信処理は、制御装置300において実行される初期化処理に伴って実行される処理で、制御装置300からの取得要求に応じて、回転角度位置検出装置100の記憶装置20fに記憶された機械情報を制御装置300に送信する処理である。
Next, based on FIG. 5, the flow of the machine information transmission process of the rotation angle
The machine information transmission process is a process executed along with the initialization process executed in the
演算装置20eにおいて、機械情報の送信処理が開始されると、まず、ステップS200に移行する。
ステップS200では、演算装置20eにおいて、第2I/F回路20hを介して、制御装置300から機械情報の取得要求を受信したか否かを判定し、受信したと判定した場合(Yes)は、ステップS202に移行し、そうでない場合(No)は、受信するまで判定処理を繰り返す。
When the machine information transmission process is started in the
In step S200, the
ステップS202に移行した場合は、演算装置20eは、記憶装置20fから機械情報読み出して、ステップS204に移行する。
ステップS204では、演算装置20eは、ステップS202で読み出した機械情報を、第2I/F回路20hを介して制御装置300に送信して、ステップS206に移行する。
When the process proceeds to step S202, the
In step S204, the
ステップS206では、演算装置20eは、制御装置300からの受信完了通知に基づき機械情報の送信が完了したか否かを判定し、送信が完了したと判定した場合(Yes)は、ステップS200に移行し、そうでない場合(No)は、ステップS202に移行する。
次に、図6に基づき、制御装置300における機械情報の取得処理の流れを説明する。ここで、図6は、制御装置300における機械情報の取得処理を示すフローチャートである。
In step S206, the
Next, the flow of the machine information acquisition process in the
機械情報の取得処理は、制御装置300における初期化処理に伴って実行される処理であって、制御対象のモータ200と組になった回転角度位置検出装置100から機械情報を取得する処理である。
CPU60において、機械情報の取得処理が開始されると、まず、ステップS300に移行する。
The machine information acquisition process is a process executed along with the initialization process in the
In the
ステップS300では、CPU60において、I/F回路66を介して、制御装置300と回転角度位置検出装置100との接続状態を確認して、ステップS302に移行する。
ステップS302では、CPU60において、ステップS300の確認結果に基づき、制御装置300に回転角度位置検出装置100が接続されているか否かを判定し、接続されていると判定した場合(Yes)は、ステップS304に移行し、そうでない場合(No)は、ステップS314に移行する。
In step S300, the
In step S302, the
ステップS304に移行した場合は、CPU60は、I/F回路66を介して、回転角度位置検出装置100に機械情報の取得要求を送信して、ステップS306に移行する。
ステップS306では、CPU60は、I/F回路66を介して、回転角度位置検出装置100から送信された機械情報を受信したか否かを判定し、受信したと判定した場合(Yes)は、ステップS308に移行し、そうでない場合(No)は、受信するまで判定処理を繰り返す。
When the process proceeds to step S304, the
In step S306, the
ステップS308に移行した場合は、CPU60は、ステップS306で受信した機械情報をRAM62に記憶して、ステップS310に移行する。
ステップS310では、CPU60において、機械情報の受信が完了したか否かを判定し、受信したと判定した場合(Yes)は、ステップS312に移行し、そうでない場合(No)は、ステップS306に移行する。
When the process proceeds to step S308, the
In step S310, the
ステップS312に移行した場合は、CPU60は、I/F回路66を介して、回転角度位置検出装置100に受信完了通知を送信して、一連の処理を終了する。
一方、ステップS302において、回転角度位置検出装置100が接続されておらず、ステップS314に移行した場合は、CPU60は、出力装置72を介してエラー通知を出力して、一連の処理を終了する。
When the process proceeds to step S312, the
On the other hand, if the rotation angle
次に、図7に基づき、制御装置300の初期化処理における互換チェック処理及びパラメータ設定処理の流れを説明する。ここで、図7は、制御装置300における互換チェック処理及びパラメータ設定処理を示すフローチャートである。
互換チェック処理及びパラメータ設定処理は、機械情報の取得処理の完了後に引き続き行われる処理であって、CPU60において実行されると、まず、ステップS400に移行する。
Next, the flow of the compatibility check process and the parameter setting process in the initialization process of the
The compatibility check process and the parameter setting process are processes that are continuously performed after the completion of the machine information acquisition process. When the
ステップS400では、CPU60において、機械情報の取得処理が完了したか否かを判定し、完了したと判定した場合(Yes)は、ステップS402に移行し、そうでない場合(No)は、取得処理が完了するまで待機する。
ステップS402に移行した場合は、CPU60は、RAM62から、上記(2)のモータ200の性能に係る機械情報を読み出して、ステップS404に移行する。
In step S400, the
When the process proceeds to step S402, the
ステップS404では、CPU60は、ステップS402で読み出した機械情報に基づき、モータ200と制御装置300との互換性をチェックしてステップS406に移行する。
ここで、互換性のチェックは、まず、機械情報に含まれる識別情報から機械情報の内容を解釈し、この解釈されたモータの性能に係る機械情報と、予めROM64に記憶された制御装置300の能力に係る情報、例えば、制御可能なモータの型番、最大供給電流値、最大供給電力値、モータの特殊機能に対応した機能の有無などの情報とを比較する。
In step S404, the
Here, the compatibility check is performed by first interpreting the contents of the machine information from the identification information included in the machine information, and the machine information related to the interpreted motor performance and the
また、チェックは、モータの型番と、制御可能なモータの型番との比較から行う。型番に一致しているものがあれば、細かい比較処理を省くことができる。一方、型番に一致するものがない場合は、更に、個々の情報の比較を行なう。
ステップS406では、CPU60において、ステップS404のチェック結果に基づき、互換性があるか否かを判定し、互換性があると判定した場合(Yes)は、ステップS408に移行し、そうでない場合(No)は、ステップS412に移行する。
The check is made by comparing the motor model number with the controllable motor model number. If there is something that matches the model number, detailed comparison processing can be omitted. On the other hand, if there is no item that matches the model number, individual information is further compared.
In step S406, the
具体的に、制御装置300の能力が、モータ200の能力を十分に活かせないものであったときは、互換性がないと判定する。
ステップS408に移行した場合は、CPU60は、RAM62から、上記(1)のモータの制御パラメータに係る情報を読み出して、ステップS410に移行する。
ステップS410では、CPU60において、ステップS408で読み出した機械情報に基づき、モータ200を制御するための制御パラメータを設定して、ステップS400に移行する。
Specifically, when the capability of the
When the process proceeds to step S408, the
In step S410, the
一方、ステップS406において互換性がないと判定され、ステップS412に移行した場合は、CPU60は、エラー通知を出力装置72を介して出力して、ステップS400に移行する。
ここで、エラー通知は、互換の有無だけではなく、互換の程度を示すようにしてもよい。例えば、モータ200を8割の能力で駆動できる、通常動作は可能だが特殊機能は使用できないなどの情報を出力する。
On the other hand, if it is determined in step S406 that there is no compatibility and the process proceeds to step S412, the
Here, the error notification may indicate not only compatibility but also the degree of compatibility. For example, information indicating that the
次に、図8に基づき、上記構成のモータ制御システム1の実際の動作を説明する。
ここで、図8は、回転角度位置検出装置100の動作説明図である。
まず、回転角度位置検出装置100を構成するレゾルバ制御装置20の記憶装置20fに、上記(1)〜(4)の機械情報を記憶する。
本実施の形態において、機械情報は、上記した、モータ200の磁極数、最大入力電流値、モータの巻線相抵抗値、モータの巻線相インダクタンス、モータロータの負荷慣性モーメント、組み込み誤差による位相誤差の情報、モータの最大出力トルク、モータの温度時定数、モータの定格電流、モータの型式、モータの製造番号、異常の発生履歴、異常の発生時刻、モータの修理履歴、モータの総回転角度、補正データが含まれる。
Next, the actual operation of the motor control system 1 configured as described above will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation of the rotation angle
First, the mechanical information (1) to (4) is stored in the
In the present embodiment, the machine information includes the number of magnetic poles of the
これら機械情報は、ユーザによって予め設定され、更に、機械情報にはその内容毎に識別情報が設定される。この識別情報は、各機械情報の内容(意味)を識別可能な情報であり、例えば、図2に示すように、モータの磁極数、モータコイルの巻線相インダクタンスなどの機械情報(設定値)の内容を識別できる情報である。この識別情報は、最終的に、制御装置300において内容が識別(解釈)できれば良いので、外部装置、回転角度位置検出装置100においては、例えば、単に内容毎に設定されたユニークな番号(例えば、内部番号など)と対応付けて記憶保持し、この番号の対応付けられた機械情報を送信する構成とし、制御装置300は、機械情報に対応付けられたユニークな番号がどのような内容を示すのかを解釈するデータテーブルを持たせる構成としてもよい。
These pieces of machine information are set in advance by the user, and identification information is set for each piece of machine information. This identification information is information that can identify the contents (meaning) of each machine information. For example, as shown in FIG. 2, machine information (setting values) such as the number of magnetic poles of the motor and the winding phase inductance of the motor coil. It is information that can identify the contents of. The identification information only needs to be finally identified (interpreted) by the
機械情報の記憶処理は、まず、上記機械情報及びその識別情報が記憶された外部装置をレゾルバ制御装置20に接続する。次に、外部装置において専用の送信プログラムを実行し、機械情報の書き込み要求をレゾルバ制御装置20に送信する。
これにより、レゾルバ制御装置20の演算装置20eは、外部装置からの書き込み要求を受信すると(ステップS100の「Yes」の分岐)、回転角度位置検出装置100の動作状態をチェックし(ステップS102)、記憶装置20fに機械情報の書き込みが可能な状態か否かを判定する(ステップS104)。
In the storage process of machine information, first, an external device storing the machine information and its identification information is connected to the
Thereby, the
そして、書き込みが可能な場合(ステップS104の「Yes」の分岐)は、外部装置に、第1I/F回路20gを介して、書き込み許可応答を送信する(ステップS106)。
外部装置は、レゾルバ制御装置20からの書き込み許可応答を受信すると、図8の(1)に示すように、自己の記憶装置に記憶された識別情報を含む機械情報を読み出し、第1I/F回路20gと接続されたI/F回路を介して、読み出した識別情報を含む機械情報をレゾルバ制御装置20に送信する。
If writing is possible (“Yes” branch in step S104), a write permission response is transmitted to the external device via the first I /
When the external device receives the write permission response from the
一方、レゾルバ制御装置20の演算装置20eは、外部装置からの送信された識別情報を含む機械情報を受信すると(ステップS108の「Yes」の分岐)、受信した機械情報を、内部番号と対応付けて記憶装置20fに記憶する(ステップS110)。
このように、外部装置から送信された機械情報を、内部番号及び識別情報に対応付けて記憶する処理を、受信した全ての機械情報に対して行う(ステップS112の「Yes」の分岐)。これにより、回転角度位置検出装置100への機械情報の設定が完了する。
On the other hand, when the
In this manner, the process of storing the machine information transmitted from the external device in association with the internal number and the identification information is performed on all the received machine information (“Yes” branch of step S112). Thereby, the setting of the machine information to the rotation angle
次に、制御装置300の電源を投入すると自動的に又は入力装置74を介したユーザからの指示に応じて、CPU60によって専用のプログラムが実行され、初期化処理が開始される。初期化処理が開始されると、まず、CPU60は、制御装置300と回転角度位置検出装置100との接続状態を確認する(ステップS300)。この確認処理は、例えば、両者間でのテストデータの送受信を行うことで行われる。
Next, when the
そして、テストデータの送受信が問題なく行われると、両者は接続されていると判定され(ステップS302の「Yes」の分岐)、I/F回路66を介して、機械情報の取得要求が回転角度位置検出装置100に送信される(ステップS304)。
一方、回転角度位置検出装置100は、そのレゾルバ制御装置20において、制御装置300からの取得要求を受信すると(ステップS200の「Yes」の分岐)、記憶装置20fから機械情報をその識別情報と共に読み出し(ステップS202)、図8の(2)に示すように、該読み出した識別情報を含む機械情報(以下、単に機械情報という)を、第2I/F回路20hを介して、制御装置300に送信する(ステップS204)。
When the test data is transmitted and received without any problem, it is determined that the two are connected (“Yes” in step S302), and the machine information acquisition request is sent via the I /
On the other hand, when the
制御装置300は、回転角度位置検出装置100から送信された機械情報を受信すると(ステップS306の「Yes」の分岐)、該受信した機械情報をRAM62に記憶する(ステップS308)。そして、全ての機械情報を受信すると(ステップS310の「Yes」の分岐)、受信完了通知を、I/F回路66を介して、回転角度位置検出装置100に送信する(ステップS312)。
When the
回転角度位置検出装置100は、そのレゾルバ制御装置20において、制御装置300からの受信完了通知を受信することで、機械情報の送信処理が完了したと判定する(ステップS206の「Yes」の分岐)。
制御装置300は、機械情報の取得処理が完了すると(ステップS400の「Yes」の分岐)、RAM62に記憶された機械情報に対応付けられた識別情報を解釈して、これらのうち、モータ200の性能に関する機械情報を読み出す(ステップS402)。
In the
When the acquisition process of the machine information is completed (“Yes” branch of step S400), the
モータ200の性能に関する機械情報は、モータの最大入力電流値、モータの慣性モーメント、モータの最大出力トルク、モータの温度時定数、モータの定格電流値、モータの型式、モータの製造番号などが該当する。
モータ200の性能に関する機械情報を読み出すと、制御装置300はCPU60において、読み出した機械情報と制御装置の性能情報とを比較して、両者の互換性をチェックする(ステップS404)。
Machine information related to the performance of the
When the machine information regarding the performance of the
本実施の形態においては、まず、モータの型式及びモータの製造番号と、制御装置300の有する制御可能なモータの型式及び製造番号の情報とを比較する。
そして、モータ200の型式又は製造番号の少なくとも一方が、制御装置300の制御可能なモータのものに該当してるときは、互換性があると判定する(ステップS406の「Yes」の分岐)。
In the present embodiment, first, the motor type and motor serial number are compared with the information on the controllable motor type and serial number of the
Then, when at least one of the model or serial number of the
一方、制御装置300の制御可能なモータの型式及び製造番号にモータ200に対応するものがなかった場合は、別途ROM64に記憶された、上記機械情報にそれぞれ対応する項目の制御可能範囲情報と、RAM62から読み出した機械情報の示す設定値とを比較することで互換性のチェックを行う。
ここでは、モータの最大入力電流値及び定格電流値から、これらの電流値に対応する制御性能を制御装置300が有しているか否かを判定することができる。
On the other hand, if there is no model and serial number of the controllable motor of the
Here, it can be determined from the maximum input current value and the rated current value of the motor whether or not the
更に、ロータの慣性モーメント、モータの最大出力トルクから、これらの性能を十分に活かせる能力を制御装置300が有しているか否かを判定することができる。
更に、モータの温度時定数及び定格電流値から、制御装置300の有する温度保護機能が有効であるか否かを判定することができる。温度保護が機能しない場合に、モータの異常過熱、モータ巻線の焼損などの不具合が発生する。つまり、温度保護が機能しないような組み合わせに対して互換性が無いと判定することができるので、モータの焼損事故の発生を未然に防ぐことができる。
Furthermore, it can be determined from the inertia moment of the rotor and the maximum output torque of the motor whether or not the
Furthermore, it can be determined from the temperature time constant of the motor and the rated current value whether or not the temperature protection function of the
更に、互換性があると判定されると、制御装置300は、RAM62に記憶された機械情報に対応付けられた識別情報を解釈して、これらのうち、モータ200の制御パラメータに関する機械情報を読み出す(ステップS408)。
モータ200の制御パラメータに関する機械情報は、モータの磁極数、組み付け位相誤差、モータの最大入力電流値、モータの巻線相抵抗、モータの巻線相インダクタンス、モータの慣性モーメント、モータの最大出力トルク、モータの温度時定数、モータの定格電流値などが該当する。更に、ここでは、補正データも制御パラメータに係る機械情報として読み出す。
Further, when it is determined that there is compatibility, the
The machine information regarding the control parameters of the
モータ200の制御パラメータに関する機械情報を読み出すと、制御装置300はCPU60において、読み出した機械情報に基づき、制御パラメータを設定する(ステップS410)。
つまり、モータ200の制御に対して適切な制御パラメータが制御装置300に設定されることになる。
When the machine information related to the control parameters of the
That is, control parameters appropriate for the control of the
従って、モータ磁極数及び組み付け位相誤差としてモータ200に適したものが設定されることから、制御装置300がモータロータの機械角度及び停止位置を正確に把握することができるので、モータの転流制御を正常に行うことができる。これにより、モータの不回転、モータの暴走などの不具合が発生するのを防ぐことができる。
更に、モータの最大入力電流値としてモータ200に適したものが設定されることから、制御信号を増幅してモータ200に供給するパワーアンプ(ドライブユニット)の発熱や、内部回路の破損を防ぐことができる。これにより、最大入力電流値の設定内容の相違によるパワーアンプの故障の発生を防ぐことができる。なお、本実施の形態において、パワーアンプは制御装置300に内蔵される。
Accordingly, since the number of motor magnetic poles and the assembly phase error suitable for the
Furthermore, since the maximum input current value of the motor is set to be suitable for the
更に、モータの巻線相抵抗、モータの巻線相インダクタンスとしてモータ200に適したものが設定されることから、これらの設定内容の相違による、巻線電流の低下による出力トルクの低下、電流発振による制御性の低下の発生を防ぐことができる。
更に、モータの慣性モーメント、モータの最大出力トルクとしてモータ200に適したものが設定されることから、これらの設定内容の相違によって設定通りの制御帯域を得られないことによる、整定時間の増加や、制御の不安定化の発生を防ぐことができる。これにより、位置決め運転時の整定不良や発振を防止することができる。
Furthermore, since the motor winding phase resistance and motor winding phase inductance suitable for the
Furthermore, since the motor moment of inertia and the maximum output torque of the motor are set suitable for the
更に、モータの温度時定数、モータの定格電流値としてモータ200に適したものが設定されることから、これらの設定内容の相違による、制御装置300のモータ200の温度保護が機能しない不具合の発生を防ぐことができる。これによって、モータの焼損事故の発生を未然に防ぐことができる。
更に、位置補正データとしてモータ200及びレゾルバ10の組み合わせに対して適したものが設定されることから、この設定内容の相違によって生じる絶対位置精度の悪化を防ぐことができる。これにより、最適な絶対位置精度を得ることができる。特に、回転角度位置検出装置100が複数のレゾルバを備えている場合は、個々のレゾルバの補正データを機械情報としてレゾルバ制御装置20に保持させることで、互換性を保ちながら、最適な絶対位置精度を得ることができる。
Further, since the motor temperature time constant and the motor rated current value suitable for the
Furthermore, since the position correction data suitable for the combination of the
更に、本実施の形態のモータ制御システム1は、モータ200に異常が発生したときに、RAM62からモータの使用状態に係る機械情報を読み出し、該読み出した機械情報に基づき、異常の解析処理を行うことができる。
モータの使用状態に係る機械情報には、異常の発生履歴、異常の発生時刻、モータの修理履歴、モータの総回転角度などが含まれる。
Furthermore, when an abnormality occurs in the
The machine information related to the use state of the motor includes abnormality occurrence history, abnormality occurrence time, motor repair history, total rotation angle of the motor, and the like.
従って、制御装置300において取得した機械情報から、異常の発生履歴及び異常の発生時刻が解るので、いつ、どのような時刻に異常が発生しているのかを知ることができる。これにより、例えば、モータ200が定期的に動作される状況にあり、再起動すれば再び動作するような軽微な異常が繰り返し発生するような場合に、時期的(暑い時期、寒い時期など)な要因や連続使用時間(必ず同じ時刻(連続動作時間)に異常が発生など)による要因などの異常の発生原因を解析することができる。
Therefore, since the occurrence history of the abnormality and the time of occurrence of the abnormality are known from the machine information acquired in the
更に、モータの修理履歴が即時に解るので、異常が発生して、モータ200の動作が急に止まってしまったような状況において、異常発生の原因を予想し易くなり、現場のトラブル対応にかかる時間を低減することができる。また、異常の内容が予想できることによって、異常の危険度が予想できるので、現場のユーザが危険な状況に陥るのを防ぐことができる。
Furthermore, since the repair history of the motor is immediately understood, it becomes easier to predict the cause of the abnormality in situations where an abnormality occurs and the operation of the
更に、モータの総回転角度が解るので、過剰な使用による異常の発生などの発生要因を予測できると共に、逆に、総回転角度の少ない場合に回転系の部品の過剰な使用による劣化が要因ではないことを判断できるので、現場のトラブル対応にかかる時間を低減することができる。
以上、本実施の形態のモータ制御システム1によれば、回転角度位置検出装置100において、内部の記憶装置20fに、レゾルバ10の組み込まれる機械(モータ200)に関連する機械情報をその識別情報と対応付けて記憶保持することができ、更に、該記憶保持された機械情報を、モータ200を制御する制御装置300に送信することができる。
これにより、制御装置300において、機械情報を保持しておく必要がなくなるので、機械情報を保持するための専用のメモリを用意する必要がなくなる。
Furthermore, since the total rotation angle of the motor is known, it is possible to predict the occurrence factors such as the occurrence of abnormalities due to excessive use, and conversely, when the total rotation angle is small, the deterioration due to excessive use of rotating parts is the cause. Since it can be determined that there is no problem, it is possible to reduce the time required for troubleshooting on site.
As described above, according to the motor control system 1 of the present embodiment, in the rotational angle
This eliminates the need for the machine information to be held in the
更に、回転角度位置検出装置100及びモータ200の組の機械情報と、制御装置300の保持する機械情報とが相違するような事態を防ぐことができる。
更に、制御装置300においては、機械情報に対応付けられた識別情報から機械情報の内容を解釈することができ、機械情報の意味の取り違いによるミスの発生を防ぐことができる。
Furthermore, it is possible to prevent a situation in which the machine information of the set of the rotation angle
Furthermore, the
更に、制御装置300は、電源が投入される毎に自動的に初期化処理を行うことができるので、電源投入ごとに毎回、機械情報の取得処理、互換性チェック処理、制御パラメータの設定処理を行うことができる。なお、本実施の形態では、機械情報はデータを一時記憶する揮発性のRAM62に記憶するようにしている。
これにより、電源を切ると機械情報や制御パラメータの設定情報が失われ、電源を投入する毎に機械情報や設定情報が初期化処理によって設定されるので、回転角度位置検出装置100及びモータ200の組と制御装置300との組み合わせミスの発生を確実に防ぐことができる。
Furthermore, since the
Thereby, when the power is turned off, the machine information and control parameter setting information are lost, and each time the power is turned on, the machine information and setting information are set by the initialization process. Occurrence of a combination error between the set and the
更に、機械情報には、異常の発生履歴及び発生時刻の情報、モータの修理履歴の情報、モータの総回転角度の情報が含まれるので、これらの情報によって、異常の解析処理にかかる時間を低減することができると共に、異常の危険性の予測によって、ユーザが危険な状況に陥るのを防ぐことができる。 Furthermore, since the machine information includes information on the occurrence history and time of abnormality, information on the repair history of the motor, and information on the total rotation angle of the motor, these information reduce the time required for the analysis processing of the abnormality. In addition, it is possible to prevent the user from falling into a dangerous situation by predicting the risk of abnormality.
上記実施の形態において、モータ200は、形態1、4、5及び6のいずれか1に記載のアクチュエータに対応し、励磁回路20aは、形態1に記載の駆動手段に対応し、I/V変換回路20b、相変換回路20c、RDC20d及び演算装置20eは、形態1に記載の角度信号生成手段に対応し、演算装置20e及び第2I/F回路20hによる回転角度位置を示す角度信号の送信処理は、形態1に記載の角度信号送信手段に対応し、第1I/F回路20g及び演算装置20eによる記憶装置20fへの機械情報の記憶処理は、形態2に記載の機械情報記憶手段に対応し、記憶装置20fは、形態1又は2に記載の不揮発性の記憶媒体に対応し、演算装置20e及び第2I/F回路20hによる機械情報の送信処理は、形態1に記載の機械情報送信手段に対応する。
In the above embodiment, the
なお、上記実施の形態においては、レゾルバ10の回転子を回転させる動力を発生するアクチュエータをモータ200としたが、これに限らず、レゾルバ10の回転子を回転させる動力を発生できるものであれば、他のアクチュエータで構成してもよい。なお、直線力を回転力に変換して回転子に伝達するような構成でもよい。この場合に、上記機械情報も、使用するアクチュエータに応じたものとなる。
In the above embodiment, the actuator that generates power for rotating the rotor of the
また、上記実施の形態においては、機械情報として、更に、アクチュエータのトルク定数、アクチュエータの誘起電圧定数、アクチュエータの定格回転数、レゾルバ分解能、及び制御ゲインなどを含めるようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、位置を検出するセンサとして3相のVR型レゾルバを適用したが、3相に限らず、6相などの相数の異なるレゾルバを適用してもよい。
In the above embodiment, the machine information may further include an actuator torque constant, an induced voltage constant of the actuator, a rated rotational speed of the actuator, a resolver resolution, a control gain, and the like.
In the above-described embodiment, a three-phase VR resolver is applied as a sensor for detecting the position. However, a resolver having a different number of phases such as six phases may be applied.
また、上記実施の形態においては、位置を検出するセンサとして単極レゾルバ1つの構成としたが、これに限らず、単極レゾルバと多極レゾルバとの2つのレゾルバを含む構成などの、単極レゾルバと極数の異なる複数の多極レゾルバとの組み合わせなど他の構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、第1I/F回路20gを介して外部装置から機械情報を受信し、該受信した機械情報を演算装置20eによって記憶装置20fに記憶する構成を説明したが、これに限らず、工場出荷時などの装置の動作前において、記憶装置20fに予め機械情報を書き込んでおくか又は機械情報の書き込まれた記憶装置20fを搭載(取り付け、実装など)する構成としてもよい。この構成であれば、外部装置から機械情報を受信する必要がなくなるので、第1I/F回路20gが不要となり、その分のコストを低減することができる。
In the above embodiment, a single-pole resolver is configured as a sensor for detecting the position. However, the present invention is not limited to this, and a single-pole resolver such as a configuration including two resolvers, a monopolar resolver and a multipolar resolver. Other configurations such as a combination of a resolver and a plurality of multipolar resolvers having different numbers of poles may be employed.
In the above embodiment, a configuration has been described in which machine information is received from an external device via the first I /
また、上記実施の形態においては、モータ200としてVR形ステッピングモータを例に挙げて説明したが、これに限らず、PM形,HB形等のステッピングモータやブラシレスDCモータ,ACサーボモータ等のその他のモータに本発明を適用することも可能である。
In the above embodiment, the VR stepping motor has been described as an example of the
1 モータ制御システム
100 回転角度位置検出装置
200 モータ
300 制御装置
10 レゾルバ
20 レゾルバ制御回路
20a 励磁回路
20b I/V変換回路
20c 相変換回路
20d RDC
20e 演算装置
20f 記憶装置
20g 第1I/F回路
20h 第2I/F回路
20k 断線検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
20e
Claims (7)
前記アクチュエータの制御処理を含む前記制御装置において実行される所定の処理に用いられる、前記レゾルバの組み込まれる機械に関連する情報である機械情報を記憶する不揮発性の記憶媒体と、
前記記憶媒体に記憶された前記機械情報を前記制御装置に送信する機械情報送信手段と、を備えることを特徴とする回転角度位置検出装置。 Based on the resolver that outputs a plurality of signals having different phases according to the rotation angle of the rotor that rotates as the actuator is driven, the drive means that drives the resolver, and the signal that is output from the resolver, A rotation angle position comprising: an angle signal generation means for generating an angle signal related to the rotation angle position; and an angle signal transmission means for transmitting the angle signal generated by the angle signal generation means to a control device that controls the actuator. A detection device,
A non-volatile storage medium that stores machine information, which is information related to a machine in which the resolver is incorporated, used in predetermined processing executed in the control device including control processing of the actuator;
A rotation angle position detection device comprising: machine information transmission means for transmitting the machine information stored in the storage medium to the control device.
前記機械情報受信手段で受信した機械情報を前記記憶媒体に記憶する機械情報記憶手段と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の回転角度位置検出装置。 Machine information receiving means for receiving the machine information from an external device;
The rotation angle position detection device according to claim 1, further comprising: a machine information storage unit that stores the machine information received by the machine information reception unit in the storage medium.
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