JP5390109B2 - リニアモータの原点設定方法 - Google Patents
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Description
さらに前記可動子を原点から離れる方向に、所定距離だけ移動させ、前記可動子を原点方向に移動させて、前記磁気特性急変位置をサーチし、この磁気特性急変位置を基にして、原点設定のための原点設定基準位置を設定し、この原点設定基準位置から前記可動子を所定の減速度で減速させ、前記スケールヘッドが所定値となる位置で停止させ、この停止位置から前記可動子を原点方向に移動させて、前記磁気式リニアエンコーダから得られる磁気特性の極性変化点をサーチし、 この極性変化点の位置で、前記可動子を停止させ、前記リニアモータの絶対位置の基準位置とすることを特徴とするリニアモータの原点設定方法が提供される。
次に、以上のように構成されたリニアモータの原点設定及び原点設定動作について説明する。
ここで、所定値は、次のように設定することができる。まず、リニアモータ1においては、使用する永久磁石8の個々の寸法のバラツキや、永久磁石8を着磁した時の磁気特性のバラツキ及び、永久磁石8を円筒状部材6へ挿入して組立てた際に発生する永久磁石固定位置のバラツキが存在する。これらのバラツキを考慮すると、直線状に配列させた永久磁石8列の両端及び原点周辺を除いた移動範囲内で観測される、第1の磁気検出部14及び第2の磁気検出部20から出力される2つのアナログ信号da,dcの加算信号acの変動幅Vbより5%大きい値、すなわち、1.05Vbを所定値として利用することが可能である。発明者らの行った実験によれば、加算信号acの変動幅Vbより10%大きい値=1.1Vbであれば、より安定的に原点設定ができ、2つのアナログ信号の加算信号acの変動幅Vbより25%大きい値=1.25Vbであれば、更に好ましい。
ただし、式(1)において、f( db/da ) は下記の式(1a)〜式(1d)のように定義する。
f( db/da ) = atan( db/da)+π/2 | da<0 ,db≧0 ・・・(1b)
f( db/da ) = atan( db/da)+π/2 | da<0 ,db<0 ・・・(1c)
f( db/da ) = atan( db/da)−π/2 | da≧0 ,db<0 ・・・(1d)
可動子10の停止位置x2は、求めようとするスケールヘッドの原点位置hpAを図7(a)または図7(c)のx軸上で0(ゼロ)とすると、概略値として、下記の式で表わすことができ、
x2 ≒ −xh ・・・(2)
上記式(1)のxhとほぼ等しくなる。尚、上記した位置計算は、hpA±スケールピッチ/2の範囲において有効なものである。
上述した原点設定では、原点近傍で極微低速に減速して、原点設定誤差を出来る限り小さい範囲に留めるため、位置x2から大まかな戻る距離が予め把握可能な演算方法を採用した。この他にも、図7(a)の例では、2相正弦波アナログA相信号daまたはB相信号dbが、正から負(または負から正)へ極性が変化する位置を求めることでも原点設定の処理は可能である。
Claims (13)
- 円筒状部材の中空部に、複数個の永久磁石を互いに同一の磁極を対向して密着させて、直列状に配置した磁石列から構成された界磁ヨークと、前記磁石列と磁気的空隙を介して対向配置された電機子コイルを有する電機子と、前記磁石列の端部または途中に配設され、前記磁石列の磁気特性を急激に変化せしめる磁気特性急変部と、前記磁石列を磁気スケール部として構成し、2個の前記永久磁石間の長さを前記磁気スケール部のスケールピッチとして設定されるとともに、互いに電気角で位相を90°(スケールピッチの1/4波長に相当)ずらして配置された複数個の第1の磁気検出器のうち、スケールヘッド端部側の第1の磁気検出器から電気角で位相を180°(スケールピッチの1/2波長に相当)ずらして配置された第2の磁気検出器を、前記電機子の長手方向に有した位置検出用の磁気式リニアエンコーダとを有し、前記界磁ヨークと前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記磁気式リニアエンコーダのスケールヘッドを前記電機子側に備え、前記界磁ヨークと前記電機子を相対的に直線走行するようにしたリニアモータの原点設定方法であって、
前記可動子を原点方向に移動させて、前記磁石列の磁気特性が前記第1の磁気検出器と前記第2の磁気検出器とから合成される信号が、所定の閾値を超える程度に変化する磁気特性急変位置をサーチし、
この磁気特性急変位置を基にして、原点設定のための原点設定基準位置を設定し、
この原点設定基準位置から前記可動子を所定の減速度で減速させ、前記スケールヘッドが所定値となる位置で停止させ、
この停止位置から前記可動子の移動方向を反転させて、前記磁気式リニアエンコーダから得られる磁気特性の極性変化点をサーチし、
この極性変化点の位置で、前記可動子を停止させ、前記リニアモータの絶対位置の基準位置とすることを特徴とするリニアモータの原点設定方法。 - 円筒状部材の中空部に、複数個の永久磁石を互いに同一の磁極を対向して密着させて、直列状に配置した磁石列から構成された界磁ヨークと、前記磁石列と磁気的空隙を介して対向配置された電機子コイルを有する電機子と、前記磁石列の端部または途中に配設され、前記磁石列の磁気特性を急激に変化せしめる磁気特性急変部と、前記磁石列を磁気スケール部として構成し、2個の前記永久磁石間の長さを前記磁気スケール部のスケールピッチとして設定されるとともに、互いに電気角で位相を90°(スケールピッチの1/4波長に相当)ずらして配置された複数個の第1の磁気検出器のうち、スケールヘッド端部側の第1の磁気検出器から電気角で位相を180°(スケールピッチの1/2波長に相当)ずらして配置された第2の磁気検出器を、前記電機子の長手方向に有した位置検出用の磁気式リニアエンコーダとを有し、前記界磁ヨークと前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記磁気式リニアエンコーダのスケールヘッドを前記電機子側に備え、前記界磁ヨークと前記電機子を相対的に直線走行するようにしたリニアモータの原点設定方法であって、
前記磁石列の磁気特性が前記第1の磁気検出器と前記第2の磁気検出器とから合成される信号が、所定の閾値を超える程度に変化する磁気特性急変位置をサーチして、前記可動子が前記磁気特性急変部方向に原点を通り過ぎていることを判断し、
前記可動子を原点に近づく方向に移動させて、そのまま原点を通過させ、
さらに前記可動子を原点から離れる方向に、所定距離だけ移動させ、
前記可動子を原点方向に移動させて、前記磁気特性急変位置をサーチし、
この磁気特性急変位置を基にして、原点設定のための原点設定基準位置を設定し、
この原点設定基準位置から前記可動子を所定の減速度で減速させ、前記スケールヘッドが所定値となる位置で停止させ、
この停止位置から前記可動子を原点方向に移動させて、前記磁気式リニアエンコーダから得られる磁気特性の極性変化点をサーチし、
この極性変化点の位置で、前記可動子を停止させ、前記リニアモータの絶対位置の基準位置とすることを特徴とするリニアモータの原点設定方法。 - 円筒状部材の中空部に、複数個の永久磁石を互いに同一の磁極を対向して密着させて、直列状に配置した磁石列から構成された界磁ヨークと、前記磁石列と磁気的空隙を介して対向配置された電機子コイルを有する電機子と、前記磁石列の端部または途中に配設され、前記磁石列の磁気特性を急激に変化せしめる磁気特性急変部と、前記磁石列を磁気スケール部として構成し、2個の前記永久磁石間の長さを前記磁気スケール部のスケールピッチとして設定されるとともに、互いに電気角で位相を90°(スケールピッチの1/4波長に相当)ずらして配置された複数個の第1の磁気検出器のうち、スケールヘッド端部側の第1の磁気検出器から電気角で位相を180°(スケールピッチの1/2波長に相当)ずらして配置された第2の磁気検出器を、前記電機子の長手方向に有した位置検出用の磁気式リニアエンコーダとを有し、前記界磁ヨークと前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記磁気式リニアエンコーダのスケールヘッドを前記電機子側に備え、前記界磁ヨークと前記電機子を相対的に直線走行するようにしたリニアモータの原点設定方法であって、
前記可動子を原点方向に移動させ、前記磁石列の磁気特性が前記第1の磁気検出器と前記第2の磁気検出器とから合成される信号が、所定の閾値を超える程度に変化する磁気特性急変位置をサーチし、
この磁気特性急変位置を基にして、原点設定のための原点設定基準位置を設定し、
この原点設定基準位置から前記可動子を所定の減速度で減速させ、前記スケールヘッドが所定値となる位置で一旦停止させ、
停止位置からさらに可動子を原点方向に移動させて、前記磁気式リニアエンコーダから得られる磁気特性の極性変化点をサーチし、
この極性変化点の位置で、前記可動子を停止させ、前記リニアモータの絶対位置の基準位置とすることを特徴とするリニアモータの原点設定方法。 - 円筒状部材の中空部に、複数個の永久磁石を互いに同一の磁極を対向して密着させて、直列状に配置した磁石列から構成された界磁ヨークと、前記磁石列と磁気的空隙を介して対向配置された電機子コイルを有する電機子と、前記磁石列の端部または途中に配設され、前記磁石列の磁気特性を急激に変化せしめる磁気特性急変部と、前記磁石列を磁気スケール部として構成し、2個の前記永久磁石間の長さを前記磁気スケール部のスケールピッチとして設定されるとともに、互いに電気角で位相を90°(スケールピッチの1/4波長に相当)ずらして配置された複数個の第1の磁気検出器のうち、スケールヘッド端部側の第1の磁気検出器から電気角で位相を180°(スケールピッチの1/2波長に相当)ずらして配置された第2の磁気検出器を、前記電機子の長手方向に有した位置検出用の磁気式リニアエンコーダとを有し、前記界磁ヨークと前記電機子の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記磁気式リニアエンコーダのスケールヘッドを前記電機子側に備え、前記界磁ヨークと前記電機子を相対的に直線走行するようにしたリニアモータの原点設定方法であって、
前記可動子を原点方向に移動させて、前記磁石列の磁気特性が前記第1の磁気検出器と前記第2の磁気検出器とから合成される信号が、所定の閾値を超える程度に変化する磁気特性急変位置をサーチし、
この磁気特性急変位置を基にして、原点設定のための原点設定基準位置を設定し、
この原点設定基準位置から前記可動子を所定の減速度で減速させ、前記スケールヘッドが所定値となる位置で一旦停止させ、
前記原点設定基準位置を、前記リニアモータの絶対位置の基準位置とすることを特徴としたリニアモータの原点設定方法。 - 前記磁気特性急変位置は、前記第1の磁気検出器から出力されるアナログ信号と、この第1の磁気検出器から電気角で1/2スケールピッチ離れた、前記第2の磁気検出器から出力されるアナログ信号の加算信号を、閾値処理してサーチされることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のリニアモータの原点設定方法。
- 前記加算信号は、2点間の磁気特性の差を演算することを特徴とする請求項5記載のリニアモータの原点設定方法。
- 前記原点設定基準位置は、加算結果の値Vbが、所定値より大きくなった位置とすることを特徴とする請求項5記載のリニアモータの原点設定方法。
- 前記所定の減速度は、前記可動子が前記界磁ヨーク内に収まるように設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のリニアモータの原点設定方法。
- 前記極性変化点の位置で、前記スケールヘッドの現在位置を示すカウンタをリセットすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のリニアモータの原点設定方法。
- 前記原点設定基準位置で、前記スケールヘッドの現在位置を示すカウンタをリセットすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のリニアモータの原点設定方法。
- 求めた前記リニアモータの絶対位置の基準位置について、さらに補正を加えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のリニアモータの原点設定方法。
- 前記磁気特性急変部が、前記リニアモータの端部検出部を兼ねている請求項1乃至11のいずれか1項に記載のリニアモータの原点設定方法。
- 前記原点復帰設定動作または原点設定の完了の際、所定の期間、発光器を点灯させ、あるいは発音器を作動させることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のリニアモータ原点設定方法。
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