JP6842736B1 - 汎用型ロータリーエンコーダ - Google Patents

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汎用性に優れかつ安価なロータリーエンコーダを提供するという課題に対して、ロータリーエンコーダは、機械角−電気角信号変換ユニットと、不揮発性メモリとを備え、機械角−電気角信号変換ユニットは、MRセンサユニットの出力情報をDCモータ駆動信号生成用のインクリメンタル化された信号に変換する機能と、MRセンサユニットの出力情報をDCモータ駆動信号生成用のアブソリュート化された信号に変換する機能とを有しており、不揮発性メモリは、ロータリーエンコーダが装着されるDCモータのタイプに対応した、MRセンサユニットの出力情報をモータ駆動信号生成用の信号に変換するための信号変換データを初期設定データとして保有しており、機械角−電気角信号変換ユニットは、DCモータの運転時に、MRセンサユニットから出力される出力情報を、信号変換データに基づき、モータ駆動信号生成用の信号に変換して出力する。

Description

本発明は、ロータリーエンコーダに係り、特に、MRセンサを採用し、産業用機器に使用するのに適した汎用型のロータリーエンコーダに関する。
ロータリーエンコーダは、産業用のロボット等のエンコーダとして、モータで駆動される回転軸の絶対角度位置を測定するために使用される。例えば、ブラシレスDCモータの制御方法として、Z相、U相、V相、及びW相の位相を検知するロータリーエンコーダと、ロータの磁極位置とを同期させて、モータをサーボモータとして制御することが行われている。
特許文献1には、多回転情報検出部と角度検出部とを備え、多回転情報を算出するとともに、装置の異常状態を検知し報知できるロータリーエンコーダが開示されている。角度検出部は、アブソリュートパターンABSおよびインクリメンタルパターンINCを有する、光学式のエンコーダである。
特許文献2には、モータの回転軸の回転位相を検知する磁気センサ(1組のMRセンサユニット)を備え、A相、B相、Z相信号、U相、V相、W相の駆動信号及び絶対原点位置の情報にEEPROMのアドレスを付与し、アブソリュート信号のデータとしてEEPROMに記録するように構成されたモータ制御装置が開示されている。
特開2018−136147号公報 特許第6339307号公報
ロータリーエンコーダの装着対象となるDCモータには、インクリメンタル対応タイプのDCモータ(ブラシレスDCモータ、ブラシ付きDCモータ)と、アブソリュート対応タイプのDCモータ(ブラシレスDCモータ、ブラシ付きDCモータ)とが知られている。
また、ロータリーエンコーダの装着対象となるブラシレスDCモータは、ロータの位置検出にホール素子を使用せず、また、ベクトル制御も行わないタイプのモータである。
通常、インクリメンタル対応のロータリーエンコーダでは、装着対象となるDCモータの仕様に応じて、インクリメンタル対応タイプDCモータの駆動用のデータ、例えば、ブラシレスDCモータ駆動用の駆動信号のデータ、換言すると、インクリメンタル化された駆動信号のデータ(A,B,Z、U,V,W信号)を生成して出力する。ブラシレスDCモータのモータドライバでは、この駆動信号のデータ等に基づき、インバータ等のモータを駆動するための駆動信号、例えば、PWM信号を生成する。
一方、アブソリュート対応のロータリーエンコーダでは、装着対象となるDCモータの仕様に応じて、アブソリュート対応タイプDCモータの駆動信号を生成するためのデータ、換言すると、アブソリュート化された駆動信号生成用の電気角のデータを生成して出力する。ブラシレスDCモータのモータドライバでは、このアブソリュート化された電気角のデータに基づき、アブソリュート化された駆動信号を生成し、さらに、インバータ等のモータを駆動するための、例えば、PWM信号を生成する。
このように、従来のロータリーエンコーダでは、装着対象となるDCモータの仕様に応じて、DCモータに、駆動信号のデータを生成して出力するように構成されており、通常は、装着対象となるDCモータの仕様に適合するように個別に構成された、インクリメンタル対応のロータリーエンコーダや、アブソリュート対応のロータリーエンコーダが、知られている。
特許文献1に記載されたような、光学式のロータリーエンコーダは、高精度を確保するために、ガラス製の基板を採用し、それにスリットパターンを形成しているものが多い。
しかし、このような高精度の光学式のロータリーエンコーダでは、スリットパターンが特定のモータの仕様、例えば極数、1回転当たりのパルス数、に対応して形成されており、他の仕様のモータに対しては、別途、スリットパターンを形成する必要がある。換言すると、光学式のエンコーダは、装着しうるモータの対象が限定され、しかも、磁気センサタイプのエンコーダに比べて構造が複雑であり、そのため高価格である。
一方、特許文献2に記載のモータ制御装置は、ブラシレスDCサーボモータのU相、V相、W相の3相の各ステータコイルに供給される電力を制御する制御ユニットと、多極の永久磁石を有するロータの回転を検知する磁気センサとを有している。
制御ユニットは、被駆動部材を駆動するブラシレスDCサーボモータの回動位置を演算し、被駆動部材が所定の各位置で動作するように、ブラシレスDCサーボモータのU相、V相、W相の各コイルへ電流を供給するインバータ駆動信号の情報を生成している。
通常の運転時、マイコンは、運転指令や負荷状態等に応じて、このU相、V相、W相の3相の駆動信号を生成するための演算処理を行う。そのため、マイコンは、この3相の駆動信号の演算処理に必要な能力を具備している必要がある。モータ制御装置のコスト低減のためには、このマイコンに要求される処理能力をより軽減することが望ましい。
また、制御ユニットは、通常、特定のモータの仕様に合わせて構成されるため、他の仕様のモータに対しては、それに応じた制御ユニットを設ける必要がある。
本発明の1つの目的は、インクリメンタル対応タイプのDCモータ、及び、アブソリュート対応タイプのDCモータの、種々の仕様に対応できる、汎用性に優れた、ロータリーエンコーダを提供することにある。
本発明の他の目的は、1組のMRセンサを使用し、駆動信号等の演算処理、換言するとマイコンに要求される処理を軽減した、安価な、ロータリーエンコーダを提供することにある。
本発明の1つの態様によれば、ロータリーエンコーダは、
DCモータの回転軸の回転角度の機械角の情報を出力するMRセンサユニットと、
前記MRセンサユニットの出力情報を前記DCモータ駆動信号生成用の情報に変換して出力する機械角−電気角信号変換ユニットと、
不揮発性メモリとを備えており、
前記機械角−電気角信号変換ユニットは、
前記MRセンサユニットの出力情報を前記DCモータ駆動信号生成用のインクリメンタル化された信号に変換する、インクリメンタル対応の機械角−電気角信号変換ユニットと、
前記MRセンサユニットの出力情報を前記DCモータ駆動信号生成用のアブソリュート化された信号に変換する、アブソリュート対応の機械角−電気角信号変換ユニットとを有しており、
前記不揮発性メモリは、前記ロータリーエンコーダが装着される前記DCモータのタイプに対応した、前記MRセンサユニットの出力情報をモータ駆動信号生成用の信号に変換するための信号変換データを、初期設定データとして保有しており、
前記機械角−電気角信号変換ユニットは、前記DCモータの運転時に、前記MRセンサユニットから出力される前記出力情報を、前記信号変換データに基づき、前記モータ駆動信号生成用の信号に変換して出力するように構成されている。
本発明の上記態様によれば、MRセンサを使用して、種々のモータ仕様に対応できる、インクリメンタルタイプもしくはアブソリュートタイプの、汎用性に優れたロータリーエンコーダを提供することができる。
例えば、本発明のロータリーエンコーダの装着対象となるDCモータが、インクリメンタル対応タイプのDCモータの場合には、ロータリーエンコーダの初期設定時に、初期設定ユニットを使用して、MRセンサユニットの出力(A,B,Z信号=機械角)を、装着対象のDCモータを駆動するのに必要なインクリメンタル化された駆動用の信号(例えば、A,B,Z、U,V,W信号=電気角)に変換して出力する機能を、ロータリーエンコーダに付与する。このロータリーエンコーダは、装着対象となるDCモータの運転時に、MRセンサユニットの出力信号(機械角)をインクリメンタル化された駆動用の信号(電気角)に変換して出力する。
また、本発明のロータリーエンコーダの装着対象となるDCモータが、アブソリュートタイプのDCモータの場合には、ロータリーエンコーダの初期設定時に、MRセンサユニットのアブソリュート出力を、装着対象のDCモータの駆動信号を生成するために必要なアブソリュート化された電気角のデータに変換して出力する機能を、ロータリーエンコーダに付与する。そのため、ロータリーエンコーダは、装着対象となるDCモータの運転時に、MRセンサユニットの出力信号(機械角)をアブソリュート化された駆動信号生成用の信号(電気角)に変換して出力する機能を有する。
また、本発明の上記態様によれば、ロータリーエンコーダで、MRセンサユニットからの出力信号に基づき、信号変換データを使用して機械角−電気角信号変換の処理を行うことにより、初期設定済のモータ駆動信号のデータを不揮発性メモリから直接読み出すことができる。そのため、電気角信号変換の演算処理、換言するとマイコンに要求される処理を軽減した、安価な、ロータリーエンコーダを提供することができる。
本発明の第1の実施例に係る、ロータリーエンコーダの初期設定システムの構成例を示す図である。 図1のロータリーエンコーダにおける、MRセンサユニットの構成例を示す図である。 図2AのMRセンサユニットにおける、信号の処理方法の概念を示す図である。 図1のロータリーエンコーダが装着された、ブラシレスDCモータの主要部の構成例を示す縦断面図である。 図1のロータリーエンコーダの初期設定システムの、機能を示すブロック図である。 図1のロータリーエンコーダの初期設定システムによる、インクリメンタル対応の初期設定の処理の一例を示すフローチャートである。 図5の初期設定の処理おける、信号変換データを使用した、A,B,Z−U,V,W信号の生成過程の一例を示す図である。 図5の処理で生成され不揮発性メモリに記録される、信号変換データの一例のイメージを示す図である。 図5の初期設定を終えたロータリーエンコーダが、ブラシレスDCモータに搭載されて使用される状態を示す図である。 図1のロータリーエンコーダ初期設定システムによる、アブソリュート対応の初期設定の処理の一例を示すフローチャートである。 図9の処理で生成され不揮発性メモリに記録される、アブソリュート対応タイプDCモータ用の駆動信号生成用の情報の生成過程の一例を示すイメージ図である。 図9の初期設定を終えたロータリーエンコーダが、ブラシレスDCモータに搭載されて使用される状態を示す図である。 本発明の第2の実施例に係る、ロータリーエンコーダを装着したロボットの斜視図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施例に係る、ロータリーエンコーダ初期設定システムの構成例を示す図である。
このロータリーエンコーダ初期設定システム100は、初期設定時及びブラシレスDCモータの運転時に使用されるロータリーエンコーダ110と、初期設定時のみ使用される初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130とで構成され、これらは着脱可能なソケット等を介して電気的に接続されている。140は電源回路であり、ロータリーエンコーダ110や初期設定ユニット120等に所定の、例えば5Vの直流電源を提供する。
ロータリーエンコーダ110の出力である駆動信号生成用の情報は、モータドライバ400を介してロータリーエンコーダ110の装着対象であるDCモータ500に供給される。
モータドライバ400には、ロータリーエンコーダ110の装着対象となるDCモータ500の種類に応じた、ブラシレスDCモータ対応のドライバ(BLDC)やブラシ付きDCモータ対応のドライバ(DC)がある。このモータドライバ400は、ロータリーエンコーダ110の出力、及び、運転指令、モータの負荷等に基づき、モータの速度や位置等を制御する駆動信号、例えばインバータ駆動用のPWM信号を生成して、DCモータを駆動する。
ロータリーエンコーダ110は、MRセンサユニット111、機械角−電気角信号変換ユニット(インクリメンタル)112、及び、機械角−電気角信号変換ユニット(アブソリュート)113を備え、さらに、不揮発性メモリを含むメモリ114、パラレル信号送信ユニット115、及び、シリアル信号送受信ユニット116を備えている。
エンコーダの不揮発性メモリ114としては、PROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ等がある。この不揮発性メモリには、初期設定データとして、信号変換データが記録される。
機械角−電気角信号変換ユニット112,113は、MRセンサユニット111の出力信号と不揮発性メモリのデータを基に、これらの機械角−電気角信号変換ユニットが装着されるDCモータのタイプや仕様に応じた、インクリメンタル化もしくはアブソリュート化された、エンコーダの出力信号を生成する機能を有している。
機械角−電気角信号変換ユニット(インクリメンタル)112は、ロータリーエンコーダ110が装着されるDCモータのタイプや仕様に合わせて初期設定された不揮発性メモリの信号変換データを基に、MRセンサユニット111の出力信号であるインクリメンタル化されたA,B,Z信号(機械角)をDCモータ駆動用の信号(電気角)に変換して出力する機能を有している。
例えば、DCモータがブラシレスDCモータである場合には、初期設定された不揮発性メモリの信号変換データを基に、MRセンサユニット111の出力信号を、ブラシレスDCモータ駆動用のU,V,W信号に変換して出力する機能を有している。
また、機械角−電気角信号変換ユニット112が装着されるDCモータがブラシ付きDCモータである場合には、不揮発性メモリの信号変換データを基に、MRセンサユニット111の出力信号を、ブラシ付きDCモータ駆動用のA,B,Z信号に変換して出力する機能を有している。
機械角−電気角信号変換ユニット(アブソリュート)113は、ロータリーエンコーダ110が装着されるDCモータの仕様に合わせて初期設定された不揮発性メモリの信号変換データを基に、MRセンサユニット111の出力信号であるアブソリュート化された信号(機械角)をDCモータ駆動用の電気角のデータに変換して出力する機能を有している。
パラレル信号送信ユニット115、及び、シリアル信号送受信ユニット116は、ロータリーエンコーダ110、初期設定ユニット120、及び、モータドライバ400の間で、各種の情報を、パラレル信号もしくはシリアル信号に変換し、送受信する機能を有している。例えば、パラレル伝送処理により生成されたA相・B相信号、及び、Z相信号が、シリアル伝送通信の規格に適合したシリアル伝送用の送信データ(BUS)に変換され、このBUS信号が通信ケーブルを介して送信される。
初期設定ユニット120は、モータ駆動信号生成機能121、信号変換データ生成機能(インクリメンタル)122、信号変換データ生成機能(アブソリュート)123、及び、初期設定・調整用メモリ124を備えている。
出力設定/切替部130は、表示画面付きの端末を備え、ロータリーエンコーダの装着対象であるモータの種類や仕様に応じて、初期設定ユニット120で生成される初期設定信号の条件を設定する機能を有する。例えば、装着対象であるモータが、インクリメンタル対応タイプのブラシレスDCモータである場合には、そのモータの極数、1回転当たりのパルス数(P/R)、1回転当たりのU,V,W信号の数、出力信号のタイプ(インクリメンタル)等を設定する。また、インクリメンタル対応のブラシ付きDCモータである場合には、1回転当たりのパルス数(P/R)等を設定する。
さらに、装着対象であるモータが、アブソリュート対応タイプのブラシレスDCモータやブラシ付きDCモータである場合には、分解能(bit数)、出力条件(シリアル又はパラレル)等を設定する。
モータ駆動信号生成機能121は、出力設定/切替部130で設定された条件に従って、モータ駆動用の信号を生成する機能を有している。例えば、装着対象であるモータが、インクリメンタル対応タイプのブラシレスDCモータである場合には、そのモータの初期設定時に、MRセンサユニット111から出力されるA,B,Z信号を基に、設定条件に応じて、このブラシレスDCモータを駆動するのに必要な駆動用のU,V,W信号を生成する機能を有している。
また、装着対象であるモータが、アブソリュート対応タイプDCモータである場合には、そのモータの初期設定時に、MRセンサユニット111の出力から得られるDCモータの回転角度の絶対値、すなわちアブソリュート信号を、設定条件に応じて、このブラシレスDCモータを初期設定のために駆動するのに必要な制御用アブソリュートデータを生成する機能を有している。
更に、機械角−電気角信号変換ユニットが装着されるDCモータがブラシ付きDCモータである場合には、そのモータの初期設定時に、MRセンサユニット111から出力される信号を基に、設定条件に応じて、そのモータを初期設定のために駆動するのに必要な、インクリメンタル化あるいはアブソリュート化された信号を生成する機能を有している。
信号変換データ生成機能(インクリメンタル)122は、MRセンサユニット111の出力を装着対象のDCモータを駆動するのに必要なインクリメンタル化された駆動用の信号に変換するための、信号変換データを生成し、初期設定データとして不揮発性メモリに記録する機能を有している。例えば、装着対象であるモータが、インクリメンタル対応タイプのブラシレスDCモータである場合には、信号変換データ生成機能122は、MRセンサユニット111から出力されるA,B,Z信号と、モータ駆動信号生成機能121で生成されたU,V,W信号との対応関係を与える、ブラシレスDCモータ駆動用の信号変換データを生成し、初期設定データとして不揮発性メモリに記録する。装着対象であるモータがブラシ付きDCモータの場合は、MRセンサユニット111から出力されるA,B,Z信号と、モータ駆動信号生成機能121で生成されたA,B,Z信号との対応関係を与える、ブラシ付きDCモータ駆動用の信号変換データを生成し、初期設定データとして不揮発性メモリに記録する。
また、信号変換データ生成機能(アブソリュート)123は、アブソリュート対応のDCモータ用の信号変換データを生成し、初期設定データとして不揮発性メモリに記録する機能を有している。すなわち、信号変換データ生成機能123は、MRセンサユニット111から出力から得られる回転角度の絶対値を示すアブソリュート信号(機械角)と、モータ駆動信号生成機能121で生成された制御用アブソリュートデータ(電気角)との対応関係を与える、信号変換データを生成し、初期設定データとして不揮発性メモリに記録する。
初期設定・調整用メモリ124には、初期設定に必要な、モータの駆動信号のデータや、モータの種類や仕様等に関係した情報が記録されている。
ロータリーエンコーダ110は、初期設定時に、初期設定ユニット120と共に装着対象であるモータ500に装着された状態で、出力設定/切替部130から入力された条件に従って、初期設定ユニット120の信号変換データ生成機能(インクリメンタル)122や信号変換データ生成機能(アブソリュート)123機能により、信号変換データが生成され、それらのデータが初期設定値として不揮発性メモリに記録される。
その後、ロータリーエンコーダ110は、装着対象であるモータ500の運転時、MRセンサユニット111の検出値と不揮発性メモリに記録された初期設定値とを基に、機械角−電気角信号変換ユニット112,113で所定の信号変換の処理がなされる。ロータリーエンコーダ110の出力を受けて、モータドライバ400は、所定の駆動信号を生成し、モータ500を駆動する。
ロータリーエンコーダ110や、初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130は、各々、例えば、CPU、ROMやRAM等のメモリ、発振回路、タイマー、I/Oインタフェース、シリアルI/F等を1つのLSIに集積したシングルチップマイコンで実現される。メモリに保持されたプログラムをCPU上で実行することで、各機能が実現される。
次に、MRセンサユニット111の構成例及び機能について、図2A、図2Bを参照しながら説明する。
MRセンサユニット111は、MRセンサとして、GMRを含む磁気抵抗効果素子(MR:AMR、GMR、TMR等)のいずれを採用しても良い。MRセンサユニット111は、平板状のマグネット1110と、センサ出力処理ユニット1120を有している。
センサ出力処理ユニット1120は、マグネット1110に対向する位置で離間してモータの固定側、例えばモータハウジングに、基板を介して固定される、1対のMRセンサ1122A,1122B、温度センサ112C、及び、センサ出力処理回路部を備えている。センサ出力処理回路部は、AD変換器11123、軸ずれ補正処理部11124、RAMなどのセンサメモリ11125、逆正接演算処理部11126、アブソリュート信号生成部11127、及び、インクリメンタルA相・B相信号生成部11128を備えている。
モータの回転軸に固定されたマグネット1110が角度θ(機械角)だけ回転して各MRセンサに作用する磁界の向きが回転すると、図2Bに示すように、この回転に対応してMRセンサの電気抵抗値、換言すると汎用センサの出力信号の電圧が変動し、モータ500の回転軸の1回転毎に、SIN波、COS波の各々で360度(機械角)、各々1周期分のパルス信号が出力される。センサ出力処理回路部では、1対のMRセンサのアナログ信号が、量子化され、電気角の内挿処理により多分割され、各々、A相、B相のデジタル信号に変換される。このA相、B相のデジタル信号は、パルスカウンタで累積加算され、その値が逆正接演算処理部11126で逆正接演算される。この逆正接演算の結果、回転軸の1回転毎の角度0の位置に同期して、インクリメンタル値が直線状に増減を繰り返す直角三角形状の信号が生成される。
アブソリュート信号生成部11127では、逆正接演算処理部11126から出力される直線状の信号を基に、モータの回転角度(機械角)の絶対値を示すアブソリュート信号のデータが生成され、センサメモリ11125に保持される。
インクリメンタルA相・B相信号生成部11128では、逆正接演算処理部11126から出力される直線状の信号を基に、インクリメンタル化されたA相信号及びB相信号のパルスのデータが生成され、センサメモリ11125に保持される。なお、回転軸の1回転毎に現われる角度0(原点)の位置に同期して、Z信号も生成される(以下、A相・B相・Z相信号)。
MRセンサ111の原点の位置(Z0)は、モータの回転軸に固定されたマグネット1110上の特定の位置、例えば、図2BのSIN波のアナログ出力値が0の時点に対応する位置である。
図3は、図1のロータリーエンコーダ110が装着されたブラシレスDCモータ500の主要部の構成例を示す、縦断面図である。この例では、ブラシレスDCモータ500の回転軸510の一方の端面に、保持手段(図示略)を介して、MRセンサユニット111の円板状のマグネット1110が固定されている。
ブラシレスDCモータ500は、モータハウジング520の内部に固定されたステータとして、界磁鉄心541とこれに絶縁部材を介して巻かれた界磁コイル542とを備えている。回転軸510と一体に形成されマグネット543は、ロータヨークと、その外周部に固定された例えば8個の永久磁石を有する、8極のロータである。回転軸510は、モータハウジング520に設けられた軸受け530により保持されている。
一方、モータエンドカバ−522の内側には、ロータリーエンコーダ110を搭載した基板117が固定されている。この基板117上の、マグネットに対向する位置には、1対のMRセンサ1122A,1122Bを含む、MRセンサ111のセンサ出力処理ユニット1120が設置されている。
次に、図4、図5を参照しながら、図1のロータリーエンコーダの初期設定システム100の、インクリメンタル対応の初期設定システムの機能について説明する。すなわち、初期設定時に、ロータリーエンコーダ110と、初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130とで実現される、インクリメンタル対応の初期設定機能について説明する。
初期設定時には、DCモータ500のロータリーエンコーダ110に、初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130がコネクタを介して接続される。
本実施例のロータリーエンコーダの初期設定システム100は、初期設定ユニット120の信号変換データ生成機能(インクリメンタル)122等により、モータ駆動用の信号として、インクリメンタル信号を生成する機械角−電気角信号変換ユニット(インクリメンタル)1000と、初期設定ユニット120の信号変換データ生成機能(アブソリュート)123等により、モータ駆動用の信号として、アブソリュート信号を生成する機械角−電気角信号変換ユニット(アブソリュート)1200とを備えている。
機械角−電気角信号変換ユニット(インクリメンタル)1000は、エンコーダの分解能設定機能1001、モータの仕様、例えばモータの種類、極数、スロット数などを設定する仕様設定機能1002、MRセンサ出力からインクリメンタルA,B,Z信号を取得する機能1003、A,B,Z信号に基づくU,V,W信号生成機能1004、信号変換データ生成機能1005、及び、信号変換データの記録(リード/ライト)機能1006を有している。
機械角−電気角信号変換ユニット(アブソリュート)1200も、同様に、エンコーダの分解能設定機能1201、MRセンサ出力からアブソリュートデータを取得する機能1202、シリアル/パラレル変換機能1203、アブソリュート駆動信号用データ生成機能1204、信号変換データ生成機能1205、及び、信号変換データの記録(リード/ライト)機能1206を有している。
次に、図5を参照しながら、初期設定システム100の機械角−電気角信号変換ユニット(インクリメンタル)1000を用いた、初期設定の処理の手順について説明する。
初期設定の開始(S500)に際して、初期設定システム100の初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130を、制御対象のモータ500内に装着されたロータリーエンコーダ110に、コネクタを介して接続する(S501)。次に、初期設定ユニット120は、出力設定/切替部130で設定される出力条件を受け付ける(S502)。例えば、装着対象であるモータが、インクリメンタル対応タイプDCモータの場合、出力のタイプとして、インクリメンタル信号の生成が選択される。また、エンコーダの分解能が設定される。さらに、モータの種類、極数、スロット数などに関係したデータが設定される。例えば、モータの1回転当たりのA,B,Z信号の数NA/Rや、1回転当たりのU,V,W信号の繰り返し回数Pn/Rが設定される。さらに、電圧出力、オープンコレクタ出力、ラインドライバ出力、バス出力等の条件が設定される。
次に、初期設定ユニット120は、モータ駆動信号生成機能121により、初期設定・調整用メモリ124に記録されている初期設定用駆動信号を用いて、対象のモータ500を駆動する(S503)。そして、MRセンサ出力からインクリメンタルA,B,Z信号を取得する機能1003により、モータ500の回転に伴うMRセンサユニット111の出力であるインクリメンタルA,B,Z信号(機械角)等を取得し、バッファメモリに保持する(S504)。さらに、エンコーダの分解能設定機能1001により、取得した信号を設定された分解能に応じて分割する(S505)。次に、仕様設定機能1002により設定された制御対象のモータの種類を確認し(S506)、ブラシレスDCモータである場合には、A,B,Z信号に基づくU,V,W信号生成機能1004により、分割されたA,B,Z信号に基づき、出力条件に応じたA,B,Z信号及びU,V,W信号のデータ(=電気角)を生成する(S507)。制御対象のモータがブラシ付きDCモータである場合には、出力条件に応じたA,B,Z信号のデータ(電気角)を生成する(S508)。
次に、生成された信号、例えば、インクリメンタル対応タイプのブラシレスDCモータ用のA,B,Z,U,V,W信号、又は、ブラシ付きDCモータ用のA,B,Z信号が仕様設定機能1002により設定された設定条件を満たしているかを判定する(S509)。もし、設定条件を満たしていない場合には、設定条件を満たすように、信号の調整処理を行う(S510)。設定条件を満たしている場合、信号変換データ生成機能1005により、インクリメンタル化されたデータ(電気角)を、信号変換データとして生成し(S511)、この信号変換データを信号変換データの記録(リード/ライト)機能1006により、不揮発性メモリ1300に記録して(S512)、インクリメンタルタイプのロータリーエンコーダ110Aとする。
図6は、信号変換データを使用した、インクリメンタル対応タイプDCモータ用のA,B,Z−U,V,W信号の生成過程の一例を示す図である。図6に示したように、ロータリーエンコーダ110のMRセンサユニット111から得られた、Z信号を基準とするインクリメンタル化されたA,B信号(機械角)が、信号変換データを用いて、A,B,Z信号に同期するU相,V相,W相の信号に変換される。例えば、正回転の場合、Z信号の立ち上がりに同期するA信号に同期してU相の立ち上がりが決定され、このU相に対応するのU信号のデータがモータの極数に応じて生成される。同様にして、電気角120度ごとに位相の異なるV,W信号のデータ(電気角)が生成される。このデータは、モータの一回転すなわちZ信号単位で、繰り返される駆動用の信号のデータである。
図5に戻り、初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130を、初期設定対象のエンコーダ110Aから外し(S513)、初期設定を終了する(S514)。
図7は、図5の処理で生成され不揮発性メモリに記録される、信号変換データの一例のイメージを示す図である。
この例では、信号変換データは、ロータリーエンコーダ110AのMRセンサユニットから出力されるZ信号を基準として、インクリメンタル化されたA,B信号に対応する、U,V,W信号の値を与えるデータがテーブル化されている。例えば、ロータリーエンコーダ110Aから出力されるインクリメンタル値00000001(不揮発性メモリアドレス00001200)のA相の信号に対して、U相はH、V相とW相はLとなっており、インクリメンタル値00000176(不揮発性メモリアドレス00001550)のA相の信号に対して、U相はL、V相はH、W相はLとなっている。
図8は、初期設定を終えたインクリメンタルタイプのロータリーエンコーダ110Aが、装着対象であるインクリメンタル対応タイプのブラシレスDCモータ500に搭載されて使用される状態を示す図である。
このロータリーエンコーダは、不揮発性メモリ1300に、図7に示したような信号変換データを保有している。ロータリーエンコーダ110Aでは、MRセンサユニット111からのの出力信号であるA,B,Z相の信号(機械角)に基づき、信号変換データ生成機能(インクリメンタル)122により、信号変換データを使用して、不揮発性メモリ1300から初期設定済のU,V,W信号のデータ(電気角)を直接的に読み出すことができる。そして、インクリメンタル化された、A,B,Z信号及びU,V,W信号を、信号送信ユニット115,116を介して、ブラシレスDCモータのドライバ400に出力する。
このように、本実施例によれば、初期設定時に、ロータリーエンコーダ110の機械角−電気角信号変換ユニット(インクリメンタル)112と、初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130とを使用して、ロータリーエンコーダ110を装着対象のモータに対応した、インクリメンタルタイプのロータリーエンコーダ110Aとして設定できるので、種々のインクリメンタルタイプのDCモータの仕様に対応できる、汎用性に優れた、ロータリーエンコーダを提供することができる。
また、本実施例のロータリーエンコーダ110Aによれば、MRセンサユニットの出力信号に基づき、DCモータ駆動用の信号を取得して、DCモータのドライバ400に出力することができるので、DCモータの駆動信号を生成するための処理を簡略化しマイコンの負荷を軽減した、安価な、ロータリーエンコーダ110Aを提供することができる。
次に、図9を参照しながら、初期設定システム100の機械角−電気角信号変換ユニット(アブソリュート)1200を用いた、アブソリュート対応の初期設定の処理手順の例について説明する。
初期設定の開始(S900)に際して、初期設定システム100の初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130を、制御対象であるモータ500内に装着されたロータリーエンコーダ110に、コネクタを介して接続する(S901)。次に、初期設定ユニット120は、出力設定/切替部130で設定される出力条件を受け付ける(S902)。この例では、出力として、アブソリュート信号が選択される。また、エンコーダの分解能設定機能1201によりエンコーダの分解能が設定される。
次に、初期設定ユニット120は、モータ駆動信号生成機能121により、初期設定・調整用メモリ124に記録されている初期設定用駆動信号で、対象のモータを駆動する(S903)。そして、MRセンサ出力からアブソリュートデータを取得するデータ取得機能1202により、モータ500の回転に伴うMRセンサユニットの出力からアブソリュートデータ(機械角)を取得し、バッファメモリに保持する(S904)。さらに、このアブソリュートデータを設定分解能に応じて分割処理し(S905)、シリアル/パラレル変換機能1203により、分割されたアブソリュートデータをシリアル、パラレル信号に変換し、アブソリュート駆動信号用データ生成機能1204により、出力条件に応じた、駆動信号生成用の制御用アブソリュートデータ(電気角)を生成する(S906)。
次に、生成された駆動信号生成用のデータが設定条件を満たしているかを判定する(S907)。もし、設定条件を満たしていない場合には、設定条件を満たすように、信号の調整処理を行う(S908)。設定条件を満たしている場合、信号変換データ生成機能1205により、信号変換データとして生成する(S909)。
図10は、アブソリュート対応タイプDCモータ用の駆動信号生成用の情報の生成過程の一例を示すイメージ図である。ロータリーエンコーダ110のMRセンサユニット111から、図10の(A)に示したような、アブソリュート信号(機械角)が得られる。図10の(B)の信号変換データは、アブソリュート信号(機械角)とアブソリュート信号(電気角)のアドレスの対応関係を与えるものである。例えば、MRセンサユニット111の出力値(アドレス)がN−Mx(機械角)の場合、信号変換データに基づき、ロータリーエンコーダの出力値、すなわち駆動信号生成用のデータ(アドレス)は、N−Ex(電気角)となる。
図9に戻り、この信号変換データを、信号変換データの記録(リード/ライト)機能1206により、ロータリーエンコーダ110の不揮発性メモリ1300に記録して(S910)、アブソリュートタイプのロータリーエンコーダ110Bを完成させる。
次に、初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130を、初期設定対象のエンコーダ110Bから外し(S911)、初期設定を終了する(S912)。
図11は、初期設定を終えたロータリーエンコーダ110Bが、アブソリュート対応タイプDCモータに搭載されて使用される状態を示す図である。この例では、不揮発性メモリ1300に、信号変換データを保有するアブソリュートタイプのロータリーエンコーダ110Bが、ブラシレスDCモータ500に搭載されて使用される。
ロータリーエンコーダ110Bでは、MRセンサユニット111からのアブソリュート信号(機械角)に基づき、、信号変換データ生成機能(アブソリュート)123において、信号変換データを使用して、不揮発性メモリ1300から初期設定済の駆動信号生成用のデータ(電気角)を直接的に読み出すことができる。この駆動信号生成用のデータは、信号送受信ユニット115,116を介して、ブラシレスDCモータのドライバ400に出力される。
このように、本実施例のロータリーエンコーダ110Bによれば、MRセンサユニット111からの出力信号に基づき、初期設定済の駆動信号生成用のアブソリュート信号のデータを不揮発性メモリ1300から直接的に読み出すことができる。換言すると、DCモータの駆動信号生成用のデータを生成するための処理を簡略化しマイコンの負荷を軽減した、安価な、ロータリーエンコーダを提供することができる。
また、本実施例によれば、初期設定時に、ロータリーエンコーダ110の機械角−電気角信号変換ユニット(アブソリュート)113と、初期設定ユニット120及び出力設定/切替部130を使用して、ロータリーエンコーダ110を、アブソリュートタイプのロータリーエンコーダ110Bに設定できるので、種々のモータ仕様に対応できる、汎用性に優れた、ロータリーエンコーダを提供することができる。
次に、本発明の汎用型のロータリーエンコーダを6軸の多関節型ロボットに適用した第2の実施例について、図12を参照しながら説明する。
多関節型ロボット600は、ベース部602、本体部610及びリンクを構成する複数のアーム部(613、618等)を備えている。本体部610内には、多関節型ロボット600の全体を制御する制御部が設けられている。各関節部はリンクを互いに回動可能に連結されている。ベース部とアーム部は、6つの軸、すなわち、S(旋回)軸611、L(下腕)軸612、U(上腕)軸616、R(手首旋回)軸620、T(手首回転)軸622、B(手首曲げ)軸626を中心にして各々回転させるアクチュエータによって駆動される。これらのアクチュエータは、本発明のロータリーエンコーダ110を備えたブラシレスDCモータ500と、各モータの出力軸に接続された減速機構とで構成されている。アーム部の先端には、操作ユニット624が設けられている。操作ユニット624としては、工具、カメラ、その他を設置することができる。
S軸611、L軸612、及びU軸616の駆動には、本発明の機械角−電気角信号変換ユニット(インクリメンタル)112を有するロータリーエンコーダ110Aを備えた、インクリメンタル対応のブラシレスDCモータ500を採用する。また、R軸620、T軸622、及びB軸626の駆動には、本発明のインクリメンタル機械角−電気角信号変換ユニット(アブソリュート)113を有するロータリーエンコーダ110Bを備えた、アブソリュート対応のブラシレスDCモータ500を採用する。
制御部は、図8や図11に示した、ロータリーエンコーダ110A、110BとブラシレスDCモータのドライバ400に相当する機能を含んでおり、指令値と負荷及びロータリーエンコーダの出力に基づいて、各アーム部を駆動する。
本実施例のロータリーエンコーダ110A、110Bを採用した2種類のブラシレスDCモータを、6軸の駆動源として使い分けることで、回転範囲の広いベース部と、高い位置決め精度が要求されるアーム部をより適切に制御可能になる。例えば、組み立てラインやチップマウンタに対して、制御特性に優れ、かつ、安価なモータを提供することができる。
また、2種類のブラシレスDCモータは、MRセンサを採用し、かつ、DCモータの駆動用の信号を生成するための処理を簡略化しマイコンの負荷を軽減した、安価な、汎用型のロータリーエンコーダを採用しているので、全体として安価な装置を提供することができる。
また、本実施例によれば、前記ロータリーエンコーダ初期設定システムを使用して、初期設定時にインクリメンタルタイプのロータリーエンコーダやアブソリュートタイプのロータリーエンコーダに設定できるので、種々のモータ仕様にシステムに柔軟に対応できる、汎用性に優れた、ロータリーエンコーダを提供することができる。
なお、実施例1で述べた初期設定ユニット及び出力設定/切替部を使用することにより、6軸の駆動源のDCモータとして、各軸に要求される個別の駆動条件等に応じて、6個のロータリーエンコーダ、ひいては6個のモータの仕様を全て異なるものとすることも容易である。
上記各実施例では、コンピュータがメモリに記録されたプログラムを実行することにより、処理を行う場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、プログラムに基づいて動作する演算部の一部又は全部の機能をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の専用LSIで構成してもよい。
本発明によれば、前記ロータリーエンコーダ初期設定システムを使用することにより、各種の産業用機器の駆動源としてのDCモータに使用するのに適した、安価な汎用型のロータリーエンコーダを提供することができる。
100 ロータリーエンコーダ初期設定システム
110 ロータリーエンコーダ
110A ロータリーエンコーダ(インクリメンタルタイプ)
110B ロータリーエンコーダ(アブソリュートタイプ)
111 MRセンサユニット
1110 マグネット
1120 センサ出力処理ユニット
1122A 第1のMRセンサ
1122B 第2のMRセンサ
11123 AD変換器
11124 軸ずれ補正処理部
11125 センサメモリ
11126 逆正接演算処理部
11127 アブソリュート信号生成部
11128 インクリメンタルA相・B相信号生成部
112 機械角−電気角信号変換ユニット(インクリメンタル)
113 機械角−電気角信号変換ユニット(アブソリュート)
114 エンコーダのメモリ
115 パラレル信号送信ユニット
116 シリアル信号送受信ユニット
117 基板
120 初期設定ユニット
121 モータ駆動信号生成機能
122 信号変換データ生成機能(インクリメンタル)
123 信号変換データ生成機能(アブソリュート)
124 初期設定・調整用メモリ
130 出力設定/切替部
140 電源回路
400 モータドライバ1
500 DCモータ
510 回転軸
1300 不揮発性メモリ

Claims (5)

  1. DCモータの回転軸の回転角度の機械角の情報を出力するMRセンサユニットを備えたロータリーエンコーダであって、
    前記MRセンサユニットの出力情報を、前記DCモータの駆動信号を生成するDCモータ駆動信号生成用の信号に変換して出力する機械角−電気角信号変換ユニットと、
    不揮発性メモリとを備え、
    前記機械角−電気角信号変換ユニットは、
    前記MRセンサユニットの出力情報を前記DCモータ駆動信号生成用の信号としてのインクリメンタル化された信号に変換する、インクリメンタル対応の機械角−電気角信号変換ユニットと、
    前記MRセンサユニットの出力情報を前記DCモータ駆動信号生成用の信号としてのアブソリュート化された信号に変換する、アブソリュート対応の機械角−電気角信号変換ユニットとを有しており、
    前記不揮発性メモリは、前記ロータリーエンコーダが装着される前記DCモータのタイプに対応した、前記MRセンサユニットの出力情報を前記DCモータ駆動信号生成用の信号に変換するための信号変換データを、初期設定データとして保有しており、
    前記機械角−電気角信号変換ユニットは、前記DCモータの運転時に、前記MRセンサユニットから出力される前記出力情報を、前記信号変換データに基づき、前記DCモータ駆動信号生成用の信号に変換して出力するように構成されていることを特徴とする汎用型ロータリーエンコーダ。
  2. 請求項1において、
    前記インクリメンタル対応の機械角−電気角信号変換ユニットは、前記ロータリーエンコーダが装着される前記DCモータとして、インクリメンタルタイプのブラシレスDCモータを対象としており、
    前記MRセンサユニットの出力情報として、前記ブラシレスDCモータの回転角度に対応したA,B,Z信号を取得するように構成され、
    前記信号変換データとして、前記MRセンサユニットの出力情報である前記Z信号を基準として、前記A,B信号に対する、前記DCモータ駆動信号生成用の信号であるU,V,W信号の値を与えるデータを、前記初期設定データとして保有しており、さらに、
    前記信号変換データを利用して、取得した前記A,B,Z信号を、前記U,V,W信号に変換して出力するように構成されていることを特徴とする汎用型ロータリーエンコーダ。
  3. 請求項1において、
    前記アブソリュート対応の機械角−電気角信号変換ユニットは、前記ロータリーエンコーダが装着される前記DCモータとして、アブソリュートタイプのブラシレスDCモータを対象としており、
    前記MRセンサユニットの出力情報として前記ブラシレスDCモータの原点位置及び回転角度に対応したアブソリュート信号を取得するように構成され、
    前記信号変換データとして、前記原点位置を基準とする前記MRセンサユニットの出力情報である前記アブソリュート信号の機械角に対する、前記DCモータ駆動信号生成用の信号である前記アブソリュート信号の電気角の値を与えるデータを、前記初期設定データとして保有しており、さらに、
    前記信号変換データを利用して、前記アブソリュート対応の機械角の信号を、前記原点位置を基準とする前記電気角のアブソリュート信号のデータに変換して出力するように構成されていることを特徴とする汎用型ロータリーエンコーダ。
  4. 請求項1又は3において、
    前記信号変換データは、前記DCモータの初期設定時に、前記ロータリーエンコーダに接続された初期設定ユニットと前記MRセンサユニットとを含む初期設定システムを使用して、前記DCモータの構成に対応するデータとして生成され、前記不揮発性メモリに記録された前記初期設定データであり、
    前記初期設定ユニットは、前記DCモータの構成に関するデータを入力し、前記ロータリーエンコーダのデータの出力形式を選択するための出力設定/切替部を備えており、
    前記初期設定ユニットは、前記DCモータの初期設定終了に伴い、前記ロータリーエンコーダから外されるように構成されていることを特徴とする汎用型ロータリーエンコーダ。
  5. 請求項において、
    前記信号変換データは、前記DCモータの初期設定時に、前記ロータリーエンコーダに接続された初期設定ユニットと前記MRセンサユニットとを含む初期設定システムを使用して、前記DCモータの構成に対応するデータとして生成され、前記不揮発性メモリに記録された前記初期設定データであり、
    前記初期設定ユニットは、前記DCモータの構成に関するデータを入力し、前記ロータリーエンコーダのデータの出力形式を選択するための出力設定/切替部を備えており、
    前記初期設定ユニットは、前記DCモータの初期設定終了に伴い、前記ロータリーエンコーダから外されるように構成されており、
    前記初期設定ユニットは、
    前記ロータリーエンコーダが装着される前記DCモータが、前記インクリメンタルタイプのブラシレスDCモータである場合、前記出力設定/切替部からの入力情報に基づき、前記ロータリーエンコーダが装着される前記ブラシレスDCモータを駆動するための前記U,V,W信号の値を与える、前記信号変換データを、前記初期設定データとして生成し、前記不揮発性メモリに記録する機能を有することを特徴とする汎用型ロータリーエンコーダ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11536558B2 (en) * 2017-12-22 2022-12-27 Schneeberger Holding Ag Linear displacement measuring apparatus for determining an absolute position, and linear guide having such a displacement measuring apparatus

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220099463A1 (en) * 2020-09-30 2022-03-31 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and Method for Contact-less Multi-Turn Absolute Position Sensing
CN114104229B (zh) * 2021-10-26 2022-11-08 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种机械腿关节角度限幅的通用性配置方法
WO2023100886A1 (ja) * 2021-11-30 2023-06-08 ニデック株式会社 信号生成装置およびエレベータ
TWI790843B (zh) * 2021-12-06 2023-01-21 群光電子股份有限公司 輸入裝置及其控制方法
KR102578130B1 (ko) * 2022-12-22 2023-09-12 박성현 자가 진단 기능을 갖는 엔코더

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56168879A (en) 1980-05-29 1981-12-25 Ebara Infilco Co Ltd Flocculation sedimentation treatment
JPH01218379A (ja) * 1988-02-24 1989-08-31 Toshiba Corp モータ駆動回路
JP2945900B1 (ja) * 1998-04-27 1999-09-06 多摩川精機株式会社 モータ付エンコーダ
US7005812B2 (en) * 2001-07-23 2006-02-28 Lawrence Hardy Mitchell Commutation converter for a brushless servo motor
DE102008057288A1 (de) * 2008-11-14 2010-05-20 Continental Automotive Gmbh Steuervorrichtung für einen Motor und Verfahren zum Steuern des Motors
JP5985912B2 (ja) * 2012-07-18 2016-09-06 アイダエンジニアリング株式会社 モータ励磁装置、モータ励磁方法、モータ制御装置およびモータ制御方法
JP6683569B2 (ja) * 2016-08-02 2020-04-22 ファナック株式会社 メモリ情報を消去可能なエンコーダ及びこれを備えるモータシステム
JP6870372B2 (ja) 2017-02-20 2021-05-12 株式会社ニコン エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
JP6291149B1 (ja) * 2017-06-12 2018-03-14 株式会社 五十嵐電機製作所 ブラシレスdcサーボモータの制御装置
EP3503379B1 (en) * 2017-11-02 2021-10-06 Igarashi Electric Works Ltd. Control device of direct current motor
JP6412281B1 (ja) * 2018-02-05 2018-10-24 株式会社 五十嵐電機製作所 ブラシレスdcサーボモータの制御装置
KR102247797B1 (ko) * 2019-02-19 2021-05-04 가부시키가이샤 이가라시덴키세이사쿠쇼 범용형 로터리 인코더 및 그것을 사용한 서보모터

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11536558B2 (en) * 2017-12-22 2022-12-27 Schneeberger Holding Ag Linear displacement measuring apparatus for determining an absolute position, and linear guide having such a displacement measuring apparatus

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