JP2022118298A - Servo motor with brake and motor control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーボモータ及びモータ制御システムに関し、特に、ブレーキ付きサーボモータとモータ制御システムにおける省配線の新規な改良に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a servomotor and a motor control system, and more particularly to a novel improvement in wire saving in a servomotor with a brake and a motor control system.
ブレーキ付きサーボモータには、モータコントローラからモータに駆動電力を供給する動力線、モータコントローラからブレーキ駆動電力を供給するブレーキ線、及びモータコントローラとエンコーダとの間で各種信号を授受するエンコーダ線の三種が接続されている。多軸のロボットの場合、ブレーキ付きサーボモータが各軸に取り付けられており、ロボット全体では上記三種の配線×軸数に相当する配線が存在している。ブレーキ付きサーボモータにおける配線については、特許文献1に記載されている。
There are three types of servo motors with brakes: a power line that supplies drive power from the motor controller to the motor, a brake line that supplies brake drive power from the motor controller, and an encoder line that exchanges various signals between the motor controller and encoder. is connected. In the case of a multi-axis robot, a servomotor with a brake is attached to each axis, and the robot as a whole has wiring corresponding to the above three types of wiring times the number of axes. Wiring in a brake-equipped servomotor is described in
多軸のロボットのようにブレーキ付きサーボモータを複数個使用する用途においては、配線数の多さに起因して、配線の束であるワイヤハーネスの重量が問題になっている。 In applications where a plurality of servo motors with brakes are used, such as multi-axis robots, the weight of the wire harness, which is a bundle of wires, is a problem due to the large number of wires.
各種の分野においてワイヤハーネスの省配線及び軽量化が求められている。しかし、ブレーキ付きサーボモータの場合、最低限必要な配線のみが接続されており、これ以上の省配線及び軽量化をすることができないという問題があった。 Wire-saving and weight reduction of wire harnesses are required in various fields. However, in the case of the brake-equipped servomotor, only the minimum necessary wiring is connected, and there is a problem that further wiring saving and weight reduction cannot be achieved.
本発明は、上記の課題を解決するためにされたもので、接続される配線を減らすことが可能なブレーキ付きサーボモータ及びモータ制御システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a brake-equipped servomotor and a motor control system capable of reducing the number of wirings to be connected.
(1)本発明に係るブレーキ付きサーボモータは、動力線を通してモータ駆動電力を供給され、回転軸を回転させるモータ部と、ブレーキ駆動電力を供給され、回転軸の回転を停止させるブレーキ部と、エンコーダ線を介し、エンコーダ電源とエンコーダコマンドとを供給され、回転軸の回転を検出して回転検出信号を出力するエンコーダ部と、エンコーダ部とブレーキ部との間で、エンコーダ部からブレーキ部にブレーキ駆動電力を伝達する内部接続線と、を備え、エンコーダ部は、回転停止指示を含むエンコーダコマンドを供給されると、エンコーダ電源からブレーキ駆動電力を生成し、内部接続線を通してブレーキ駆動電力をブレーキ部に供給する、ことを特徴とする。 (1) A servomotor with a brake according to the present invention includes a motor section that is supplied with motor drive power through a power line to rotate a rotating shaft, a brake section that is supplied with brake drive power and stops rotation of the rotating shaft, An encoder power supply and an encoder command are supplied via an encoder line, and between the encoder unit that detects the rotation of the rotary shaft and outputs a rotation detection signal, and the encoder unit and the brake unit, the brake is applied from the encoder unit to the brake unit. and an internal connection line for transmitting drive power, wherein the encoder unit generates brake drive power from the encoder power supply when supplied with an encoder command including a rotation stop instruction, and transmits the brake drive power to the brake unit through the internal connection line. characterized by supplying to
(2)本発明に係るモータ制御システムは、モータ部とブレーキ部とエンコーダ部とを備える請求項1に記載のブレーキ付きサーボモータと、動力線を通してモータ部にモータ駆動電力を供給し、エンコーダ線を通してエンコーダ電源とエンコーダコマンドとをエンコーダ部に供給すると共に、エンコーダ線を通してエンコーダ部から回転検出信号を供給されるモータコントローラとを備え、モータコントローラは、回転停止指示をエンコーダコマンドに含めてエンコーダ部に供給する、ことを特徴とする。
(2) A motor control system according to the present invention includes a servo motor with a brake according to
本発明のブレーキ付きサーボモータ及びモータ制御システムによれば、従来存在していたブレーキ線を省くことができ、ブレーキ付きサーボモータとモータコントローラとの間の配線を減らすことが可能になる。 According to the brake-equipped servomotor and the motor control system of the present invention, it is possible to omit the conventionally-existing brake line and reduce the wiring between the brake-equipped servomotor and the motor controller.
以下、本発明のブレーキ付きサーボモータ及びモータ制御システムの実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一部分には同一符号を付している。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a brake-equipped servomotor and a motor control system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code|symbol is attached|subjected to the same part.
実施の形態1.
はじめに、実施の形態1におけるブレーキ付きサーボモータ200とモータ制御システム1について、図1~図2を参照して説明する。
First, a brake-equipped servomotor 200 and a
図1は、実施の形態1に係るブレーキ付きサーボモータ200を含むモータ制御システム1の構成を示す構成図である。図2は、図1に示すブレーキ付きサーボモータ200の内部の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a
[構成]
モータ制御システム1は、モータコントローラ100と、ブレーキ付きサーボモータ200と、配線群300とを備えている。
[Constitution]
The
モータコントローラ100には、制御部110と、モータ駆動部120と、エンコーダ制御部140とが設けられている。
The
制御部110は、上位の制御装置からの回転指令/回転停止指令に従って、モータ部210を所定の回転数で回転させる、あるいは所定のタイミングで停止させるため、モータ駆動部120とエンコーダ制御部140とに指示を与える。
モータ駆動部120は、制御部110からの回転指示に基づいて、モータ部210を所定の回転数で回転させるためのモータ駆動電力を生成し、動力線310を通してモータ駆動電力をモータ部210に供給する。
エンコーダ制御部140は、制御部110からの指示に基づいて、エンコーダ線330を介し、エンコーダ電源とエンコーダコマンドとをブレーキ付きサーボモータ200内のエンコーダ部230供給すると共に、ブレーキ付きサーボモータ200内のエンコーダ部230から回転検出信号を供給される。
エンコーダ制御部140は、制御部110から供給される回転停止指示に基づいて、回転停止指示をエンコーダコマンドに含めて、ブレーキ付きサーボモータ200内のエンコーダ部230に供給する。
Based on instructions from the
Based on the rotation stop instruction supplied from the
ブレーキ付きサーボモータ200には、モータ部210と、ブレーキ部220と、エンコーダ部230とが設けられている。
The brake-equipped servo motor 200 is provided with a
モータ部210は、図示されない固定子と回転子とを備えており、動力線310を通して供給されるモータ駆動電力に応じて回転軸211を回転させる。
The
ブレーキ部220には、励磁部221と、ブレーキ作動部222とが設けられている。励磁部221は、内部接続線234を通してエンコーダ部230からブレーキ駆動電力の供給を受け、ブレーキ駆動電力に応じて励磁状態が切り換わる。ここで、ブレーキ駆動電力は、励磁部221を励磁状態か無励磁状態にする電力である。ブレーキ作動部222は、電磁ブレーキとして作用し、励磁部221の励磁状態と無励磁状態のいずれか一方の状態において作動し、回転軸211の回転を停止させる。
The
エンコーダ部230には、電源部231と、回転検出部232と、エンコーダ処理部233と、内部接続線234とが設けられている。
The
電源部231には、エンコーダ線330を通してエンコーダ電源が供給される。電源部231は、回転検出部232とエンコーダ処理部233とに電源を供給すると共に、エンコーダ処理部233からの指示に基づいて内部接続線234経由でブレーキ部220にブレーキ駆動電力を供給する。ブレーキ駆動電力とは、従来、モータコントローラ100からブレーキ線を通してブレーキ部220に供給されていた、ブレーキ作動用の電力である。
Encoder power is supplied to the
回転検出部232は、回転軸211の回転角、回転数、回転位相などを光学的に検出し、検出結果をエンコーダ処理部233に供給する。
The
エンコーダ処理部233は、モータコントローラ100からのエンコーダコマンドを解析し、エンコーダコマンドに指示された命令に応じてエンコーダ部230内の各部を制御する。エンコーダ処理部233は、回転検出部232の検出結果に応じて所定のフォーマットの回転検出信号を生成し、生成した回転検出信号をエンコーダ線330からモータコントローラ100に供給する。エンコーダ処理部233は、エンコーダコマンド中に回転停止指示に対応するコマンドを検出した場合、内部接続線234経由でブレーキ部220にブレーキ駆動電力を供給する指示を電源部231に与える。
The
配線群300には、動力線310と、エンコーダ線330とが設けられている。動力線310は、モータコントローラ100からブレーキ付きサーボモータ200に対してモータ駆動電力を供給する。エンコーダ線330は、モータコントローラ100からブレーキ付きサーボモータ200に対してエンコーダ電源とエンコーダコマンドとを供給する。エンコーダ線330は、ブレーキ付きサーボモータ200からモータコントローラ100に対して回転検出信号を供給する。
A power line 310 and an encoder line 330 are provided in the wiring group 300 . A power line 310 supplies motor drive power from the
[動作]
次に、モータ制御システム1におけるモータコントローラ100とブレーキ付きサーボモータ200との動作を説明する。
[motion]
Next, the operation of the
モータの回転:
モータコントローラ100において、制御部110は、図示しない上位の制御装置からの回転指令に従って、モータ部210を所定の回転数で回転させるための回転指示をモータ駆動部120に与える。
モータ駆動部120は、制御部110からの回転指示に基づいて、モータ部210を所定の回転数で回転させるためのモータ駆動電力を生成し、生成したモータ駆動電力を動力線310からモータ部210に供給する。
モータ部210は、動力線310を通して供給されるモータ駆動電力に応じて、回転軸211を所定の回転数で回転させる。
Motor rotation:
In the
The
モータコントローラ100内のエンコーダ制御部140は、エンコーダ部230の動作に必要なエンコーダ電源を、エンコーダ線330を通してエンコーダ部230に供給する。エンコーダ部230内の電源部231は、エンコーダ線330を通して供給されるエンコーダ電源を、回転検出部232とエンコーダ処理部233とに供給する。
The
回転軸211の回転数及び回転角等は、エンコーダ部230内の回転検出部232で検出される。エンコーダ処理部233は、回転検出部232の検出結果に応じて所定のフォーマットの回転検出信号を生成し、生成した回転検出信号をエンコーダ線330からモータコントローラ100に供給する。
The rotation speed, rotation angle, etc. of the rotary shaft 211 are detected by a
モータコントローラ100内のエンコーダ制御部140は、回転検出信号に含まれる回転軸211の回転数及び回転角等の回転検出情報を抽出し、制御部110に供給する。制御部110は、回転検出情報に含まれる回転数及び回転角等を参照し、モータ駆動部120に与える回転指示を必要に応じて修正する。
The
モータの回転停止:
モータコントローラ100において、制御部110は、図示しない上位の制御装置からの回転停止指令に従って、モータ部210の回転軸211の回転を停止させるための回転停止指示をエンコーダ制御部140に与える。
Stopping motor rotation:
In the
エンコーダ制御部140は、制御部110から供給される回転停止指示に基づいて、回転停止指示をエンコーダコマンドに含めて、ブレーキ付きサーボモータ200内のエンコーダ部230に供給する。
Based on the rotation stop instruction supplied from the
エンコーダ部230において、エンコーダ処理部233は、エンコーダコマンド中に回転停止指示に対応するコマンドを検出した場合、内部接続線234経由でブレーキ部220にブレーキ駆動電力を供給する指示を電源部231に与える。電源部231は、エンコーダ処理部233からの指示に基づいて、内部接続線234経由で、ブレーキ部220内の励磁部221にブレーキ駆動電力を供給する。
In the
ブレーキ部220において、励磁部221は、内部接続線234を通して、エンコーダ部230内の電源部231からブレーキ駆動電力の供給を受け、ブレーキ駆動電力に応じて励磁状態が切り換わる。ブレーキ作動部222は、励磁部221を励磁状態の切り替わりに応じて電磁ブレーキを作動させ、回転軸211の回転を停止させる。
In the
なお、ブレーキ部220は、励磁状態でブレーキを作動する励磁作動であってもよいし、無励磁状態でブレーキを作動する無励磁作動であってもよい。よって、励磁作動の場合、回転停止指示に応じて、電源部231からのブレーキ駆動電力が電源オフから電源オンに切り替わる。一方、無励磁作動の場合、回転停止指示に応じて、電源部231からのブレーキ駆動電力が電源オンから電源オフに切り替わる。
Note that the
[構成の対比]
次に、実施の形態1におけるブレーキ付きサーボモータ200とモータ制御システム1と対比して、従来のブレーキ付きサーボモータ200Aとモータ制御システム1Aとの構成を図3により説明する。
[Comparison of composition]
Next, the configuration of a conventional brake-equipped
図3は、従来のブレーキ付きサーボモータ200Aを含むモータ制御システム1Aの構成を示す構成図である。従来のモータコントローラ100Aには、ブレーキ駆動電力を生成するブレーキ駆動部130が設けられている。ブレーキ駆動部130で生成されたブレーキ駆動電力は、配線群300Aに含まれるブレーキ線320を通して、ブレーキ付きサーボモータ200A内のブレーキ部220に供給される。
FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of a
従って、従来のモータコントローラ100A及びモータ制御システム1Aにおいて、配線群300Aには、動力線310及びエンコーダ線330に加えて、ブレーキ線320が設けられており、配線数が多いという問題があった。
Therefore, in the
一方、実施の形態1のモータコントローラ100及びモータ制御システム1において、配線群300には、動力線310とエンコーダ線330のみが設けられているが、ブレーキ線は含まれていない。すなわち、実施の形態1のブレーキ付きサーボモータ200及びモータ制御システム1によれば、従来存在していたブレーキ線320を省くことができ、配線群300の配線本数を減らすことが可能になる。
On the other hand, in the
更に、実施の形態1のモータコントローラ100において、従来のモータコントローラ100Aに存在していたブレーキ駆動部130が不要になる。この場合、エンコーダ制御部140は、エンコーダ部230に供給する電源を供給する機能を有しているため、ブレーキ部220にブレーキ駆動電力を供給する電力を含めて、エンコーダ部230にエンコーダ電源を供給すればよい。
Furthermore, in the
[実施の形態により得られる効果]
以上説明したように、本発明の実施の形態1のブレーキ付きサーボモータ200及びモータ制御システム1によると、以下のような効果を得ることができる。
[Effect obtained by the embodiment]
As described above, according to the brake-equipped servomotor 200 and the
実施の形態1に係るブレーキ付きサーボモータ200は、動力線310を通してモータ駆動電力を供給され、回転軸211を回転させるモータ部210と、ブレーキ駆動電力を供給され、回転軸211の回転を停止させるブレーキ部220と、エンコーダ線330を介し、エンコーダ電源とエンコーダコマンドとを供給され、回転軸211の回転を検出して回転検出信号を出力するエンコーダ部230と、エンコーダ部230とブレーキ部220との間で、エンコーダ部230からブレーキ部220にブレーキ駆動電力を伝達する内部接続線234と、を備える。エンコーダ部230は、回転停止指示を含むエンコーダコマンドを供給されると、エンコーダ電源からブレーキ駆動電力を生成し、内部接続線234を通してブレーキ駆動電力をブレーキ部220に供給するため、従来存在していたブレーキ線を省くことができ、ブレーキ付きサーボモータ200とモータコントローラ100との間の配線を減らすことが可能になる。
The brake-equipped servo motor 200 according to the first embodiment is supplied with motor driving power through a power line 310 to rotate a rotating shaft 211, and a
(2)実施の形態1に係るモータ制御システム1は、モータ部210とブレーキ部220とエンコーダ部230とをブレーキ付きサーボモータ200と、動力線310を通してモータ部210にモータ駆動電力を供給し、エンコーダ線330を通してエンコーダ電源とエンコーダコマンドとをエンコーダ部230に供給すると共に、エンコーダ線330を通してエンコーダ部230から回転検出信号を供給されるモータコントローラ100とを備え、モータコントローラ100は、回転停止指示をエンコーダコマンドに含めてエンコーダ部230に供給するため、従来存在していたブレーキ線を省くことができ、ブレーキ付きサーボモータ200とモータコントローラ100との間の配線を減らすことが可能になる。
(2) The
実施の形態1のブレーキ付きサーボモータ200及びモータ制御システム1は、ブレーキ付きサーボモータ200とモータコントローラ100との間の配線を減らすことが可能になるため、多軸の各種のロボットや工作機器においてワイヤハーネスの省配線及び軽量化が要求される用途に適している。
Since the brake-equipped servomotor 200 and the
1,1A モータ制御システム、100,100A モータコントローラ、110 制御部、120 モータ駆動部、130 ブレーキ駆動部、140 エンコーダ制御部、200,200A ブレーキ付きサーボモータ、210 モータ部、211 回転軸、220 ブレーキ部、221 励磁部、222 ブレーキ作動部、230 エンコーダ部、231 電源部、232 回転検出部、233 エンコーダ処理部、300,300A 配線群、310 動力線、320 ブレーキ線、330 エンコーダ線。
1, 1A
Claims (2)
ブレーキ駆動電力を供給され、前記回転軸(211)の回転を停止させるブレーキ部(220)と、
エンコーダ線(330)を介し、エンコーダ電源とエンコーダコマンドとを供給され、前記回転軸(211)の回転を検出して回転検出信号を出力するエンコーダ部(230)と、
前記エンコーダ部(230)と前記ブレーキ部(220)との間で、前記エンコーダ部(230)から前記ブレーキ部(220)にブレーキ駆動電力を伝達する内部接続線(234)と、を備え、
前記エンコーダ部(230)は、回転停止指示を含む前記エンコーダコマンドを供給されると、前記エンコーダ電源からブレーキ駆動電力を生成し、前記内部接続線(234)を通して前記ブレーキ駆動電力を前記ブレーキ部(220)に供給する、
ことを特徴とするブレーキ付きサーボモータ。 a motor unit (210) supplied with motor driving power through a power line (310) to rotate a rotating shaft (211);
a brake part (220) that is supplied with brake drive power and stops the rotation of the rotating shaft (211);
an encoder unit (230) supplied with an encoder power supply and an encoder command via an encoder line (330), detecting rotation of the rotating shaft (211) and outputting a rotation detection signal;
an internal connection line (234) between the encoder section (230) and the brake section (220) for transmitting brake drive power from the encoder section (230) to the brake section (220);
When the encoder unit (230) is supplied with the encoder command including the rotation stop instruction, the encoder unit (230) generates brake driving power from the encoder power supply, and transmits the brake driving power through the internal connection line (234) to the brake unit (230). 220),
A servomotor with a brake, characterized by:
動力線(310)を通して前記モータ部(210)にモータ駆動電力を供給し、エンコーダ線(330)を通してエンコーダ電源とエンコーダコマンドとを前記エンコーダ部(230)供給すると共に、前記エンコーダ線(330)を通して前記エンコーダ部(230)から回転検出信号を供給されるモータコントローラ(100)とを備え、
前記モータコントローラ(100)は、回転停止指示を前記エンコーダコマンドに含めて前記エンコーダ部(230)に供給する、
ことを特徴とするモータ制御システム。 A braked servomotor (200) according to claim 1, comprising a motor section (210), a brake section (220) and an encoder section (230);
Motor driving power is supplied to the motor section (210) through the power line (310), encoder power supply and encoder command are supplied to the encoder section (230) through the encoder line (330), and the encoder section (230) is supplied through the encoder line (330). a motor controller (100) supplied with a rotation detection signal from the encoder section (230),
The motor controller (100) includes a rotation stop instruction in the encoder command and supplies it to the encoder section (230).
A motor control system characterized by:
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