JP2540176B2 - サ―ボモ―タの信号伝送装置 - Google Patents

サ―ボモ―タの信号伝送装置

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JP2540176B2 JP62314885A JP31488587A JP2540176B2 JP 2540176 B2 JP2540176 B2 JP 2540176B2 JP 62314885 A JP62314885 A JP 62314885A JP 31488587 A JP31488587 A JP 31488587A JP 2540176 B2 JP2540176 B2 JP 2540176B2
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【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、同期型サーボモータから伝送路を介して
各種信号をサーボドライバへ伝送するためのサーボモー
タの信号伝送装置に関する。
〈従来の技術〉 第6図は従来のこの種信号伝送装置の具体例を、また
第7図はそのタイムチャートをそれぞれ示すもので、サ
ーボモータ1とサーボドライバ2とが伝送路3を介して
相互に接続されている。
サーボモータ1には、モータ本体4に機械結合された
ポールセンサ5やロータリエンコーダ6が組み込まれる
他、伝送回路部7やサーボモータ1の温度異常を検出す
るための温度センサ8が組み込んである。前記伝送回路
部7は、ポールセンサ5の磁極位置検出信号Pu,Pv,Pw
(以下、「Pu相信号」「Pv相信号」「Pw相信号」とい
う)を送出するための3個のラインドライバ9と、ロー
タリエンコーダ6のZ相,A相,B相の各相信号Z,A,B(以
下「Z相信号」「A相信号」「B相信号」という)を伝
送するための3個のラインドライバ10とから成るもの
で、これらラインドライバ9,10と、サーボドライバ2に
おける受信回路部11の各ラインレシーバ12,13との間を
平衡型伝送路を構成する各信号の信号線14〜25で接続し
てある。
前記伝送路3には、Pu相,Pv相,Pw相の各信号+Pu,−P
u,+Pv,−Pv,+Pw,−Pwを伝送するための6本の信号線1
4〜19と、Z相,A相,B相の各信号+Z,−Z,+A,−A,+B,
−Bを伝送するための6本の信号線20〜25と、温度セン
サ8によるセンサ信号TH1,TH2を伝送するための2本の
信号線26,27と、+5ボルトおよび0ボルトの電圧とア
ースGNDとを与える信号線28〜30とを含んでおり、これ
ら17本の信号線が必要な距離だけ設けられることにな
る。なお図中、R,S,T,Eは三相交流電源を示す。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが上記の装置例においては、信号伝送方式とし
て平衡型伝送路を採用する関係上、信号線の本数が多く
なり、その接続作業が煩雑となる。また信号線の本数が
多いため、各信号線の線径を太くできず、断線による事
故の発生確率が高いものとなる。しかも接続ケーブルや
コネクタなどの部品費用や接続作業に要する人件費がか
さむため、システムコストが高価となるなど、多くの問
題がある。
ところでいま前記ロータリエンコーダ6が1回転で50
00パルスのA相,B相の各信号を出力し、またサーボモー
タ1が1800〔rpm〕で回転するものと仮定すると、A相,
B相の各信号の周波数は150〔KHz〕となる。またこのと
きのA相信号とB相信号との位相差時間は最悪値で1
〔μsec〕程度となるため、伝送路3の品質を良好とな
す必要がある。
かくして伝送路3における信号線の本数を減少させる
のに、伝送信号をシリアル伝送する方式が考えられる
が、この伝送方式をこの種装置に導入するには非常に高
速な伝送速度が要求されることになる。
そこでこの発明の発明者は、特に伝送特性が殆ど問題
とならない信号、すなわちポールセンサ5が出力するP
u,Pv,Pw相の各信号と、ロータリエンコーダ6が出力す
るZ相信号と、温度センサ8が出力するセンサ信号とに
限って、シリアル伝送を行うことの可能性を検討した。
まずPu,Pv,Pw相の各信号につき考察すると、サーボモ
ータ1の磁極数は4〜8極程度であるから、いまこれを
8極とし、またサーボモータ1の回転数を3600〔rpm〕
とすると、同期周波数は240〔Hz〕となり、またPu,Pv,P
w相の各信号の電気角2πは約4.17〔msec〕となる。そ
して磁極の検出精度を1度程度の分解能で行うとした場
合、Pu,Pv,Pw相の各信号の伝送時間は11〔μsec〕の遅
れであれば問題がないと考えられる。
つぎにロータリエンコーダ6のZ相信号につき考察す
る。このZ相信号は装置の機械原点を位置合わせするの
に利用されるもので、位置合わせを正確に行うには、サ
ーボモータ1の回転速度を下げる必要がある。このため
この原点合わせ時の回転速度は、最大回転数の1/50〜1/
200に設定される。いま最大回転数が4000〔rpm〕,分割
数が2000のロータリエンコーダを想定すると、Z相信号
のパルス幅は180〔μsec〕となり、前記Pu,Pv,Pw相の各
信号の伝送速度があれば十分であると考えられる。
そして最後にセンサ信号につき考察するに、このセン
サ信号はその性格上速度的な問題は生じない。
そこでこの発明は、ポールセンサ5によるPu,Pv,Pw相
の各信号と、ロータリエンコーダ6によるZ相信号と、
温度センサ8などによるセンサ信号とをシリアル伝送す
ることにより、信号線の本数を減少できかつ非常な高速
度の伝送速度が要求されないサーボモータの信号伝送装
置を提供することを目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明では、ポールセン
サとロータリエンコーダとモータ異常検出センサとを備
えたサーボモータに伝送路を介してサーボドライバが接
続されて成るサーボモータの信号伝送装置において、前
記サーボモータには、ポールセンサが出力する磁極位置
検出信号と、ロータリエンコーダが出力するZ相信号
と、モータ異常検出センサが出力するセンサ信号とを入
力してシリアル信号に変換するための変換回路部と、こ
の変換回路部が出力するシリアル信号と前記ロータリエ
ンコーダが出力するA相信号およびB相信号とを前記伝
送路へ送出するための伝送回路部とを具備させることに
した。
〈作用〉 この発明の装置では、磁極位置検出信号,Z相信号およ
び、センサ信号をシリアル伝送するので、これら信号を
個別に伝送するための専用の信号線が不要となって信号
線の本数を減少し得、しかもこれら信号は伝送特性が殆
ど問題とならないので、非常な高速度の伝送速度が要求
されることもない。
〈実施例〉 第1図は、この発明の一実施例にかかるサーボモータ
の信号伝送装置を示すもので、サーボモータ1とサーボ
ドライバ2との間に複数本の信号線による伝送路3が形
成されている。前記サーボモータ1には、モータ本体4
に機械結合されたポールセンサ5やロータリエンコーダ
6が組み込まれる他、異常検出センサ31,パラレル・シ
リアル変換回路32および,伝送回路部33などが組み込ん
である。
前記ポールセンサ5はモータ本体4の磁極位置を検出
するためのもので、三相の磁極位置検出信号、すなわち
Pu相信号,Pv相信号,Pw相信号をパラレル・シリアル変換
回路32へ出力する。ロータリエンコーダ6はインクリメ
ンタル型のものであり、A相,B相の各信号は伝送回路部
33のラインドライバ35,36へ出力され、またZ相信号は
パラレル・シリアル変換回路32へ出力される。異常検出
センサ31はモータ本体4の異常、例えば温度異常を検出
して、センサ信号をパラレル・シリアル変換回路32へ出
力する。
このパラレル・シリアル変換回路32は、第1図および
第2図に示す如く、Pu相信号,Pv相信号,Pw相信号,Z相信
号および,センサ信号を入力して、これら信号をパラレ
ル−シリアル変換し、そのシリアル信号を前記伝送回路
部33のラインドライバ34へ与えるものである。
伝送路3は、サーボモータ1よりサーボドライバ2へ
A相およびB相の各信号+A,−A,+B,−Bと前記シリア
ル信号+SD,−SDとを伝送するための6本の信号線42〜4
7と、サーボドライバ2よりサーボモータ1へ+5ボル
トおよび0ボルトの電圧とアースGNDとを与える信号線4
8〜50とから成る合計9本の信号線を含んでおり、第6
図に示す装置例の17本に比較して、信号線が大幅に少な
くなっている。
つぎにサーボドライバ2は、受信回路部37やシリアル
−パラレル変換回路41などの各回路を内蔵している。受
信回路部37はA相およびB相の各信号とシリアル信号と
を受信するための3個のラインレシーバ38〜40を有し、
このうちシリアル信号はラインレシーバ38よりシリアル
・パラレル変換回路41へ与えられる。このシリアル・パ
ラレル変換回路41は、シリアル信号をシリアル−パラレ
ル変換して、Pu相検出信号,Pv相検出信号,Pw相検出信
号,Z相検出信号および,異常検出信号を出力する。なお
第2図中、ライン異常検出回路51は信号線の断線など、
伝送路3の異常を検出して、警報を発生させる。
第3図はこの発明の他の実施例を、また第4図はその
タイムチャートを、それぞれ示している。
この実施例は、Pu相信号,Pv相信号,Pw相信号の論理積
が常にゼロ(Pu・Pv・Pw=0)であり、また論理和は常
に1(Pu+Pv+Pw=1)であって、これにZ相信号を付
加して論理積または論理和をとってもその結果は変化し
ないことに着目して構成されたもので、センサ信号がオ
ンとなったとき、強制的に前記の論理と逆の状態を作り
出すことによって、伝送信号を2ビット分少なくしてい
る。この場合にサーボモータ1に温度などの異常があっ
たとき、駆動停止を条件とするため、たとえPu相信号,P
v相信号,Pw相信号,Z相信号が得られなくても実用上問題
はないものである。
第3図において、サーボモータ1には1個のアンド回
路53と3個のオア回路54〜56とを含む論理回路52が組み
込んであり、この論理回路52へZ相信号(第4図
(3)),Pu相信号(第4図(4)),Pv相信号(第4図
(5)),Pw相信号(第4図(6))および,センサ信
号(第4図(7))が入力される。Z相信号はPu相信号
が論理「1」、Pv相信号およびPw相信号が論理「0」の
ときに発生するよう設定してあり、このZ相信号を反転
した信号とPu相信号との論理積(Pu・)がアンド回路
53により生成される(第4図(8))。このアンド回路
53の出力とセンサ信号との論理和(Pu・+センサ信
号)はオア回路54により、またPv相信号とセンサ信号と
の論理和(Pv+センサ信号)はオア回路55により、さら
にPw相信号とセンサ信号との論理和(Pw+センサ信号)
はオア回路56により、それぞれ生成され、これら各論理
和出力(第4図(9)〜(11)がパラレル・シリアル変
換回路32に与えられてシリアル信号に変換され、このシ
リアル信号が伝送回路部33のラインドライバ34より伝送
路3を介してサーボドライバ2へ送出される。
サーボドライバ2では、この伝送信号をラインレシー
バ38で受信し、この受信信号をシリアル・パラレル変換
回路41でパラレル信号に変換した後、論理回路57に与え
られる。
論理回路57は、ノア回路58,オア回路59および、アン
ド回路60を含んでおり、ノア回路58には復調された前記
論理和信号(Pu・+センサ信号),(Pv+センサ信
号),(Pw+センサ信号)が与えられてZ相検出信号
(第4図(12)が求められる。またオア回路59にはノア
回路58の出力と論理和信号(Pu・+センサ信号)とが
与えられてPu相検出信号が求められ、さらに論理和信号
(Pv+センサ信号)と論理和信号(Pw+センサ信号)と
はそのままPv相検出信号およびPw相検出信号となる。さ
らにまたアンド回路60には論理和信号(Pu・+センサ
信号),(Pv+センサ信号),(Pw+センサ信号)が与
えられ、このアンド回路60は三者の論理積が「1」の状
態を検出して異常検出信号(第4図(13))を生成す
る。
第5図は、この発明の他の実施例を示し、サーボモー
タ1側の論理回路52を3個のアンド回路61〜63で構成
し、またサーボドライバ2側の論理回路57を1個のノア
回路64で構成したものである。この実施例の場合、これ
ら論理回路52,57の構成は第3図の実施例より簡素化さ
れるが、伝送信号はこれにより1ビット多い4ビットの
シリアル伝送となる。
しかしてサーボモータ1が作動するとき、ロータリエ
ンコーダ6のA相およびB相の各信号は伝送回路部33の
ラインドライバ35,36へ直接送られるが、ロータリエン
コーダ6のZ相信号と、ポールセンサ5のPu相信号,Pv
相信号および、Pw相信号と、異常検出センサ31のセンサ
信号とはパラレル・シリアル変換回路32に与えられてシ
リアル信号に変換された後、伝送回路部33のラインドラ
イバ34へ送られる。このシリアル信号および前記A相お
よびB相の各信号はラインドライバ34〜36より伝送路3
を経てサーボドライバ2へ送られて、受信回路部37のラ
インレシーバ38〜40で受信される。その後シリアル信号
の方はシリアル・パラレル変換回路41でパラレル信号に
変換され、Pu相,Pv相,Pw相の各検出信号と、Z相検出信
号と、異常検出信号とが生成される。
〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、ロータリエンコーダのZ相信
号と、ポールセンサの磁極位置検出信号と、モータ異常
検出センサによるセンサ信号とを伝送路を介してシリア
ル伝送するように構成したから、これら信号を個別に伝
送するための専用の信号線が不要となって信号線の本数
を減少し得る。しかもこれら信号は伝送特性が殆ど問題
とならないので、非常な高速度の伝送速度が要求される
こともないなど、発明目的を達成した顕著な効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例にかかるサーボモータの信
号伝送装置の構成を示す電気回路図、第2図は第1図の
実施例の要部を示す電気回路図、第3図はこの発明の第
2実施例の要部を示す電気回路図、第4図は第3図の実
施例におけるタイムチャート、第5図はこの発明の第3
実施例の要部を示す電気回路図、第6図は従来例の構成
を示す電気回路図、第7図は第6図の従来例におけるタ
イムチャートである。 1……サーボモータ、2……サーボドライバ 3……伝送路、4……モータ本体 5……ポールセンサ 6……ロータリエンコーダ 32……パラレル・シリアル変換回路 33……伝送回路部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢井 憲司 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 立石電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−69386(JP,A) 特開 昭63−148885(JP,A) 特開 平1−50785(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポールセンサとロータリエンコーダとモー
    タ異常検出センサとを備えたサーボモータに伝送路を介
    してサーボドライバが接続されて成るサーボモータの信
    号伝送装置において、 前記サーボモータは、 ポールセンサが出力する磁極位置検出信号と、ロータリ
    エンコーダが出力するZ相信号と、モータ異常検出セン
    サが出力するセンサ信号とを入力してシリアル信号に変
    換するための変換回路部と、 この変換回路部が出力するシリアル信号と前記ロータリ
    エンコーダが出力するA相信号およびB相信号とを前記
    伝送路へ送出するための伝送回路部とを具備して成るサ
    ーボモータの信号伝送装置。
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