JPH01157284A - サーボモータの信号伝送装置 - Google Patents

サーボモータの信号伝送装置

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JPH01157284A
JPH01157284A JP62314885A JP31488587A JPH01157284A JP H01157284 A JPH01157284 A JP H01157284A JP 62314885 A JP62314885 A JP 62314885A JP 31488587 A JP31488587 A JP 31488587A JP H01157284 A JPH01157284 A JP H01157284A
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sensor
serial
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Tsuneto Takeuchi
武内 恒人
Jinichi Ito
仁一 伊藤
Kenji Sawai
沢井 憲司
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Omron Corp
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Nidec Sankyo Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【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、rPu相信号」rPv相信号J  r
Pw相信号」という)を送出するための3個のライント
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、rB相信号」という)を伝送するための3個
のライントライバ10とから成るもので、これらライン
トライバ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で接続しで
ある。
前記伝送路3には、Pu相、 Pu相、P−相の各信号
十Pu、 −Pu、 +Pv、 −Pv、 +Pw、 
−Phを伝送するための6本の信号線14〜19と、Z
相。
A相、B相の各信号十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THI。
THx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 (K
Hz )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Pu
、 Pv、 Ph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、P−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36
00 (rpn+ 3とすると、同期周波数は240 
(Hz)となり、またPu、 Pv、 P−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、 Ph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(8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115
0−1/200に設定される。いま最大回転数が400
0 Crpm ) 。
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、 P御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
、 Ph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新規なサーボモ
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
およびロータリエンコーダを有するサーボモータに対し
、伝送路を介してサーボドタイムが接続されたものにお
いて、前記サーボモータは、ポールセンサによる磁極位
置検出信号と、ロータリエンコーダによるZ相信号と、
モータ異常検出センサによ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、三相の磁極検出信号、すなわちPu相
信号、 Pv相信号、P−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のライントラ
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3
1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(、Pa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のライントライバ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42〜47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Oボルトの電
圧とアースGNDとを与える信号線48〜50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(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、P−相信号
の論理積が常にゼロ(Pu−Pv−Pw= O)であり
、また論理和は常に1 (Pu+Pv+P11= 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、Pν相信号2P−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))、Pν相
信号(第4図(5)) 、 P−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r I J 、Pu相信号
およびP−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・7)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−Z+センサ信号)はオア回
路54により、またPν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P
u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のライントライバ
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・Z+センサ信号)、(Pv
+センサ信号)、(Piv+センサ信号)が与えられて
Z相検出信号(第4図OZ)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−Z
+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−Z +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ビツ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
ライントライバ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、 Pu相信号および、P−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3
2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のライントライバ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
ライントライバ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で受信すれる。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、ポールセンサの極性検出信号と、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成ら
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。 ■・・・・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

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ポールセンサ、ロータリエンコーダおよび、モータ異常
    検出センサを備えたサーボモータに対し、伝送路を介し
    てサーボドライバが接続されたものにおいて、 前記サーボモータは、 ポールセンサによる磁極位置検出信号と、ロータリエン
    コーダによるZ相信号と、モータ異常検出センサによる
    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
    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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