JPH07110151B2 - Direct drive motor system - Google Patents

Direct drive motor system

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JPH07110151B2
JPH07110151B2 JP62047154A JP4715487A JPH07110151B2 JP H07110151 B2 JPH07110151 B2 JP H07110151B2 JP 62047154 A JP62047154 A JP 62047154A JP 4715487 A JP4715487 A JP 4715487A JP H07110151 B2 JPH07110151 B2 JP H07110151B2
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light
motor
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signal
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豊 小泉
仁 森本
秀夫 萬歳
康彦 村松
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、多関節形のロボットの関節駆動等に用いられ
るダイレクト・ドライブ・モータシステムに関するもの
である。
The present invention relates to a direct drive motor system used for driving joints of a multi-joint type robot.

[従来の技術] 多関節形のロボットの関節駆動等のように、低速で高ト
ルクを必要とする用途では、DCモータと減速機を用いた
駆動系が多く用いられている。しかし、DCモータのブラ
シや減速機の寿命、あるいは潤滑油のメインテナンス等
を考慮すると、誘導子形のモータで直接駆動(Direct
Drive=D.D.)するのが理想的である。
[Prior Art] A drive system using a DC motor and a speed reducer is often used in applications such as joint drive of an articulated robot that requires high torque at low speed. However, in consideration of the life of the brush and reducer of the DC motor, maintenance of the lubricating oil, etc., direct drive by the inductor type motor (Direct
Drive = DD) is ideal.

DDモータの制御システムには、モータの回転位置をフィ
ードバック制御する位置制御部と、モータの回転速度を
フィードバック制御する速度制御部と、モータを転流制
御する転流制御部とが設けられたものがある。
The control system of the DD motor is provided with a position control section for feedback controlling the rotational position of the motor, a speed control section for feedback controlling the rotational speed of the motor, and a commutation control section for commutating control of the motor. There is.

従来におけるDDモータの制御システムでは、位置制御に
用いる信号と、速度制御に用いる信号と、転流制御に用
いる信号とがそれぞれ別々の回路から得られる構成にな
っていた。このため、回路構成が複雑になるという問題
点があった。
In a conventional DD motor control system, a signal used for position control, a signal used for speed control, and a signal used for commutation control are obtained from separate circuits. Therefore, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、モータの位置制御に用いる信号と、速度制御に
用いる信号と、転流制御に用いる信号とが1つのエンコ
ーダインタフェイスで同時に得られることによって、簡
単な回路構成でモータの位置制御、速度制御及び転流制
御を行うことができるダイレクト・ドライブ・モータシ
ステムを実現することを目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a signal used for position control of a motor, a signal used for speed control, and a signal used for commutation control. It is an object of the present invention to realize a direct drive motor system capable of performing position control, speed control and commutation control of a motor with a simple circuit configuration by simultaneously obtaining and with a single encoder interface.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、 外側にロータ、内側にステータがそれぞれ配置されたダ
イレクト・ドライブ方式のモータ部と、このモータ部の
回転を検出し、検出信号を出力するエンコーダ部と、こ
のエンコーダ部の検出信号をもとに前記モータ部の回転
速度をフィードバック制御する速度制御部と、前記エン
コーダ部の検出信号をもとに前記モータ部の回転位置を
フィードバック制御する位置制御部と、前記エンコーダ
部の検出信号をもとに前記モータ部の転流を制御する転
流制御手段とを具備し、 前記エンコーダ部はエンコーダとエンコーダインタフェ
イスとからなり、 前記エンコーダは光学式のロータリーエンコーダであっ
て、 2段の透光スリット列が設けられていて、外側と内側の
透光スリット列にそれぞれある透光スリットの個数差は
前記モータ部の歯数と同数になっている符号板と、前記
2段の透光スリット列にある透光スリットにそれぞれ投
光する光源と、フォトダイオードをアレイ状に配列して
構成され、2段の透光スリット列にある透光スリットの
通過光をそれぞれ検出するイメージセンサとを有し、 前記エンコーダインタフェイスは、 前記イメージセンサの検出信号の周期をカウントする周
期カウンタと、外側の透光スリット列にある透光スリッ
トの通過光を検出するイメージセンサの検出信号と内側
の透光スリット列にある透光スリットの通過光を検出す
るイメージセンサの検出信号の位相差をカウントする位
相差カウンタとを有し、 前記周期カウンタでカウントした周期をもとに前記モー
タ部の位置制御に用いる信号を、前記イメージセンサの
検出信号の周波数をもとにモータ部の速度制御に用いる
信号を、前記位相差カウンタでカウントした位相差をも
とにモータ部の転流制御に用いる信号をそれぞれ得るこ
とを特徴とするダイレクト・ドライブ・モータシステム
である。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a direct drive type motor unit in which a rotor is arranged outside and a stator is arranged inside, and an encoder which detects rotation of the motor unit and outputs a detection signal. Section, a speed control section that feedback-controls the rotation speed of the motor section based on the detection signal of the encoder section, and a position control that feedback-controls the rotation position of the motor section based on the detection signal of the encoder section. Section, and commutation control means for controlling commutation of the motor section based on a detection signal of the encoder section, the encoder section is composed of an encoder and an encoder interface, the encoder is an optical A rotary encoder, which is provided with two stages of translucent slit rows, and has translucent slit rows on the outer side and the inner side. The difference in the number of slits is the same as the number of teeth of the motor section, a light source for projecting light on each of the light-transmitting slits in the two-stage light-transmitting slit rows, and photodiodes arranged in an array. And an image sensor for detecting light passing through the light-transmitting slits in the two rows of light-transmitting slits, and the encoder interface has a cycle counter for counting the cycle of the detection signal of the image sensor. , The phase difference between the detection signal of the image sensor that detects the light passing through the light transmitting slits in the outer light transmitting slit row and the detection signal of the image sensor that detects the light passing through the light transmitting slits in the inner light transmitting slit row A phase difference counter for counting, and a signal used for position control of the motor unit based on the cycle counted by the cycle counter, A signal used for speed control of the motor unit is obtained based on the frequency of the sensor detection signal, and a signal used for commutation control of the motor unit is obtained based on the phase difference counted by the phase difference counter. It is a direct drive motor system.

[実施例] 以下、図面を用いて本発明を説明する。[Examples] The present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明にかかるDDモータシステムの一実施例の
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a DD motor system according to the present invention.

図で、100はモータ部、200はモータ部100を駆動する駆
動回路、300はモータ部100の回転をエンコーダ3001で検
出しエンコーダインタフェイス(以下、エンコーダI/F
とする)3002を介して検出信号を出力するエンコーダ
部、400はモータ部100の回転速度をフィードバック制御
する速度制御部、500はモータ部100の回転位置をフィー
ドバック制御する位置制御部、600は速度制御部400と位
置制御部500のサーボ系を調整するチューニング部であ
る。
In the figure, 100 is a motor section, 200 is a drive circuit for driving the motor section 100, 300 is a rotation of the motor section 100 detected by an encoder 300 1 , and an encoder interface (hereinafter referred to as an encoder interface).
An encoder unit that outputs a detection signal via 300 2 , 400 is a speed control unit that feedback-controls the rotation speed of the motor unit 100, 500 is a position control unit that feedback-controls the rotation position of the motor unit 100, and 600 is This is a tuning unit that adjusts the servo system of the speed control unit 400 and the position control unit 500.

これらの具体的構成を第2図に示す。The specific configuration of these is shown in FIG.

図で、モータ部100は外側にロータ内側にステータが配
列された3組の誘導子形のモータである。モータ部100
の具体的構成例を第3図に示す。
In the figure, the motor unit 100 is an inductor type motor having three sets of stators arranged on the outside and inside the rotor. Motor part 100
FIG. 3 shows a concrete configuration example of the above.

第3図の(A)はモータ部の正面図、(B)は同断面図
である。
3A is a front view of the motor unit, and FIG. 3B is a sectional view of the same.

このモータでは、ロータの半径を大きくとるために、モ
ータを外側にステータを内側に配置するとともに、静磁
石をステータ側に配置した構成になっている。
In this motor, in order to increase the radius of the rotor, the motor is arranged outside, the stator is arranged inside, and the static magnet is arranged on the stator side.

101は内側ステータで、2枚の磁性体101a,101b及び両者
を接続する静磁石(永久磁石や電磁石など)102及び後
述の励磁コイルとから構成される。
An inner stator 101 is composed of two magnetic bodies 101a and 101b, a static magnet (permanent magnet, electromagnet, etc.) 102 connecting the two, and an exciting coil described later.

各磁性体101aと101bには6個ずつの突極103a1〜105a1,1
03a2〜105a2と103b1〜105b1,103b2〜105b2があり、各突
極の先端にはピッチPの歯が設けられている。隣り合う
突極同志の各歯例えば103a1と104a2の各歯は互いに1/3
ピッチ(P/3)位相ずれが設けられており、2枚の磁性
体101a,101bの相対する突極同志例えば突極103a1と103b
1は同一位相になっている。106a〜106c及び107a〜107c
は前記各突極部分に設けられ、それぞれの2個ずつすな
わち106aと107a、106bと107b、106cと107c)が直列に接
続された励磁コイル、108は磁性体で構成され内側にピ
ッチPで歯が設けられたロータである。ロータ108は108
aと108bからなりそれぞれの歯は1/2ピッチずれている。
Each magnetic body 101a and 101b has six salient poles 103a 1 to 105a 1 , 1
There are 03a 2 to 105a 2 and 103b 1 to 105b 1 and 103b 2 to 105b 2 , and the teeth of the pitch P are provided at the tip of each salient pole. The teeth of adjacent salient poles, for example, the teeth of 103a 1 and 104a 2 are 1/3 of each other.
Pitch (P / 3) phase shift is provided, and the salient poles of the two magnetic bodies 101a and 101b facing each other, for example, salient poles 103a 1 and 103b.
1 has the same phase. 106a-106c and 107a-107c
Is an exciting coil which is provided in each salient pole portion, and two of each of them are connected in series, that is, 106a and 107a, 106b and 107b, 106c and 107c), and 108 is a magnetic body and is internally toothed at a pitch P. Is a rotor provided with. Rotor 108 is 108
It consists of a and 108b, and their teeth are offset by 1/2 pitch.

このように構成したモータにおいて、励磁コイル106aと
107a、106bと107b、106cと107cに互いに120゜位相のず
れた電流(正弦波,パルス波など)を流せば回転する。
回転方向はこの位相の進み、遅れによって切換えること
ができる。静磁石102による磁束と励磁コイル106aによ
る磁束はギャップ109a及び109bにおいて交互に加算また
は減算され、パルスモータが高分解能で回転する。静磁
石102による磁束は、この回転に必要な磁束の半分を発
生しているので、電力の消費が少なくてすみ、効率がよ
くなる。ここで静磁石として用いた永久磁石をステータ
側に設けてあるのは、磁石の表面磁束密度がたかだか1T
(テスラ)と小さいため、ある程度の大きさが必要とな
り、ロータ側におくと半径方向の厚みが大きくなるため
である。なお、突極の数は6以外の3の倍数であれば任
意に選ぶことができる。
In the motor configured as described above, the exciting coil 106a and
If currents (sine wave, pulse wave, etc.) with a phase difference of 120 ° are applied to 107a, 106b and 107b, 106c and 107c, they will rotate.
The rotation direction can be switched by advancing or delaying this phase. The magnetic flux of the static magnet 102 and the magnetic flux of the exciting coil 106a are alternately added or subtracted in the gaps 109a and 109b, and the pulse motor rotates with high resolution. Since the magnetic flux generated by the static magnet 102 generates half of the magnetic flux required for this rotation, it consumes less power and improves efficiency. The permanent magnet used as a static magnet here is installed on the stator side because the surface magnetic flux density of the magnet is at most 1T.
This is because it is as small as (Tesla), so a certain size is required, and when it is placed on the rotor side, the radial thickness becomes large. The number of salient poles can be arbitrarily selected as long as it is a multiple of 3 other than 6.

このような構成のモータは同一外径、同一シャフト径の
モータに比べて格段に大きなトルクを発生できる。
The motor having such a configuration can generate a significantly larger torque than a motor having the same outer diameter and the same shaft diameter.

第2図にもどり、駆動回路200について説明する。Returning to FIG. 2, the drive circuit 200 will be described.

駆動回路200において、201,202はモータ部のコイルL1,L
2に流れる励磁電流を検出する電流検出回路、203,204は
速度制御部400からの電流指令値と電流検出回路201,202
の検出電流の差をとる減算器である。205は電力増幅回
路で、減算器203,204からの信号をもとにPWM回路206で
生成したPWM信号を励磁回路207のトランジスタをオン・
オフし、減算器203,204の差電流が零になるようにモー
タに3相正弦波電流を流す。
In the drive circuit 200, 201 and 202 are coils L 1 and L of the motor section.
2 , a current detection circuit for detecting the exciting current flowing in 2 , 203, 204 are current command values from the speed control unit 400 and the current detection circuits 201, 202
It is a subtractor that takes the difference of the detection current of. 205 is a power amplification circuit that turns on the transistor of the excitation circuit 207 for the PWM signal generated by the PWM circuit 206 based on the signals from the subtracters 203 and 204.
When turned off, a three-phase sinusoidal current is passed through the motor so that the difference current between the subtractors 203 and 204 becomes zero.

ここで電流検出回路201,202の具体的構成例を第4図に
示す。
Here, a specific configuration example of the current detection circuits 201 and 202 is shown in FIG.

図で、X1は入力回路、X2は出力回路、TRはトランスであ
る。
In the figure, X 1 is an input circuit, X 2 is an output circuit, and TR is a transformer.

トランスTRは、入力回路X1が接続された一次巻線n1と、
出力回路X2が接続された二次巻線n2と、一次巻線と二次
巻線の間に配置された三次巻線n3からなる。
The transformer TR includes a primary winding n 1 to which the input circuit X 1 is connected,
An output circuit X 2 is connected secondary winding n 2, consisting of the tertiary winding n 3 disposed between the primary and secondary windings.

入力回路X1で、d1,d2は入力端子であり、第2図の励磁
電流が流れるラインlに接続されている。
In the input circuit X 1 , d 1 and d 2 are input terminals and are connected to the line 1 in FIG. 2 in which the exciting current flows.

rは入力端子d1,d2間に接続された抵抗であり、モータ
のコイルL1,L2の励磁電流Iが流れる。抵抗R1とコンデ
ンサC1の直列回路が抵抗rと並列に接続されている。抵
抗rの抵抗値は例えば5mΩ程度であって、抵抗R1の抵抗
値に比べて十分小さい。更に、並列ダイオード回路D1
一次巻線n1の直列回路がコンデンサC1と並列に接続され
ている。並列ダイオード回路D1は、ダイオードD11とD12
が互いに逆極性に並列接続されたものである。
r is a resistor connected between the input terminals d 1 and d 2 , and an exciting current I of the motor coils L 1 and L 2 flows. A series circuit of the resistor R 1 and the capacitor C 1 is connected in parallel with the resistor r. The resistance value of the resistor r is, for example, about 5 mΩ, which is sufficiently smaller than the resistance value of the resistor R 1 . Further, a series circuit of the parallel diode circuit D 1 and the primary winding n 1 is connected in parallel with the capacitor C 1 . The parallel diode circuit D 1 consists of diodes D 11 and D 12
Are connected in parallel with opposite polarities.

出力回路X2で、d3,d4は出力端子である。出力端子d3,d4
間にはローパスフィルタ(以下、LPFとする)Fと抵抗R
2とコンデンサC2の直列回路が接続されている。コンデ
ンサC2の両端には、並列ダイオード回路D2と巻線n2の直
列回路が接続されている。コンデンサC2は平均化手段を
構成している。並列ダイオード回路D2は並列ダイオード
回路D1と同様の構成になっている。
In the output circuit X 2 , d 3 and d 4 are output terminals. Output terminal d 3 , d 4
A low pass filter (hereinafter referred to as LPF) F and resistor R
A series circuit of 2 and capacitor C 2 is connected. A series circuit of a parallel diode circuit D 2 and a winding n 2 is connected to both ends of the capacitor C 2 . The capacitor C 2 constitutes an averaging means. The parallel diode circuit D 2 has the same configuration as the parallel diode circuit D 1 .

並列ダイオード回路D1,D2に加わる電圧e1と流れる電流i
1の関係は、第5図に示すように非線形の関係になる。
Voltage e 1 applied to parallel diode circuits D 1 and D 2 and flowing current i
The relationship of 1 becomes a non-linear relationship as shown in FIG.

OSはパルス発生器であり、抵抗R3とコンデンサC3を介し
て巻線n3に接続されている。
OS is a pulse generator and is connected to the winding n 3 via a resistor R 3 and a capacitor C 3 .

このように構成した回路で、トランスTRの一次巻線n1
二次巻線n2の巻線比を1:1とし、三次巻線n3に正負対称
のインパルス信号を与えると、その等価回路は第6図に
示すようになる。
In the circuit configured in this way, when the winding ratio of the primary winding n 1 to the secondary winding n 2 of the transformer TR is set to 1: 1 and a positive / negative symmetrical impulse signal is given to the tertiary winding n 3 , its equivalent is obtained. The circuit is as shown in FIG.

第6図の等価回路において、入力電圧Eiは、rI(抵抗r
の抵抗値もrで表わす)となる。
In the equivalent circuit of FIG. 6, the input voltage E i is rI (resistance r
The resistance value of is also represented by r).

スイッチS1,S2はダイオードD11,D12,D21,D22のスイッチ
ング動作を表示したものであって、パルス発生器OSから
正極性のインパルスが印加されると、スイッチS1,S2
接点g1側に接続され(ダイオードD11,D21が導通)、負
極性のインパルスが印加されると、スイッチS1,S2が接
点g3側に接続される(ダイオードD12,D22が導通)。ま
た、インパルスが印加されない状態では、スイッチS1,S
2は接点g2に接続される(いずれのダイオードも不導
通)。各ダイオードD11〜D22は、いずれも順方向電圧Δ
と動抵抗(順方向抵抗)rとの直列接続で表わされる。
The switches S 1 and S 2 represent switching operations of the diodes D 11 , D 12 , D 21 and D 22 , and when a positive impulse is applied from the pulse generator OS, the switches S 1 and S 2 are 2 is connected to the contact g 1 side (diodes D 11 and D 21 are conducting), and when a negative impulse is applied, the switches S 1 and S 2 are connected to the contact g 3 side (diodes D 12 and D 2 D 22 is conducting). In addition, when no impulse is applied, the switches S 1 , S
2 is connected to contact g 2 (none of the diodes are conducting). Each of the diodes D 11 to D 22 has a forward voltage Δ
And a dynamic resistance (forward resistance) r are connected in series.

いま、パルス発生器OSから正極性のインパルスi0が印加
されている状態では、スイッチS1,S2は接点g1に接続さ
れたのと等価(ダイオードD11,D21が導通)となり、イ
ンパルスi0はダイオードD11側とダイオードD21側に図示
するようにi0/2ずつ等しく分流する。この状態では、出
力端子d3,d4間の出力電圧E01は式で表わすことができ
る。
Now, in the state where the positive impulse i 0 is applied from the pulse generator OS, the switches S 1 and S 2 are equivalent to being connected to the contact g 1 (diodes D 11 and D 21 are conducting), The impulse i 0 is shunted equally to the diode D 11 side and the diode D 21 side by i 0/2 as shown in the figure. In this state, the output voltage E 01 between the output terminals d 3 and d 4 can be expressed by an equation.

また、負極性のインパルスi0(振幅は正極性の場合と同
じとする)が印加された状態では、出力端子d3,d4間の
出力電圧E02は式で表わすことができる。
Further, in the state where the negative polarity impulse i 0 (the amplitude is the same as the case of the positive polarity) is applied, the output voltage E 02 between the output terminals d 3 and d 4 can be expressed by an equation.

パルス発生器OSからの正負極性のインパルスは、第7図
(イ)に示すように繰り返し周期Tで印加されるととも
に、コンデンサC1,C2の容量をインパルスの充放電によ
る電位変化が小さくなるように十分大きくしておけば、
出力電圧E0はE01とE02の平均値となり、式と式から
式で表わすことができる。
Positive and negative polarity impulses from the pulse generator OS are applied in a repeating cycle T as shown in FIG. 7 (a), and the capacitances of the capacitors C 1 and C 2 are reduced in potential change due to charge / discharge of impulses. If you make it big enough,
The output voltage E 0 is the average value of E 01 and E 02 , and can be expressed by the following equation.

式において、 Δ11=Δ1221=Δ22 r11=r12,r21=r22 であるとすれば、第2項及び第3項はともに0となり、
出力電圧E0は入力電圧Eiと等しくなる。従って、入力回
路に与えられた電圧Eiを、電気的に絶縁し出力回路側か
ら取り出すことができる。
If Δ 11 = Δ 12 , Δ 21 = Δ 22 r 11 = r 12 , r 21 = r 22 in the equation, the second and third terms are both 0,
The output voltage E 0 becomes equal to the input voltage E i . Therefore, the voltage E i applied to the input circuit can be electrically insulated and taken out from the output circuit side.

ここで、式に示す条件は、並列ダイオード回路を構成
する素子D11とD12及びD21とD22にそれぞれ同一規格のも
のを用いたり、同一温度に保持するなどして容易に実現
できる。
Here, the conditions shown in the equation can be easily realized by using elements of the same standard for the elements D 11 and D 12 and D 21 and D 22 that form the parallel diode circuit, or keeping them at the same temperature.

第7図は第6図における動作波形図で、(イ)はパルス
発生器OSからの正負極性のインパルス、(ロ)は並列ダ
イオード回路D1,D2側に分流する電流、(ハ)は出力電
圧である。ここでは、出力電圧E0のリップル分を誇張し
て示してある。
FIG. 7 is an operation waveform diagram in FIG. 6, where (a) is a positive and negative polarity impulse from the pulse generator OS, (b) is a current shunted to the parallel diode circuits D 1 and D 2 , and (c) is Is the output voltage. Here, the ripple component of the output voltage E 0 is exaggerated.

再び第2図にもどり、エンコーダ部300の構成について
説明する。
Returning to FIG. 2 again, the configuration of the encoder unit 300 will be described.

まず、エンコーダI/F3002の構成を説明する。第8図は
エンコーダI/F3002の構成例を示した図である。
First, the configuration of the encoder I / F 300 2 will be described. FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the encoder I / F 300 2 .

図で、301は円板状の符号板であり、円周方向に所定の
ピッチで透光スリットが配列された2段の透光スリット
列が設けられている。外側のスリット列にはm1個の透光
スリット302が設けられ、内側の透光スリット列にはm2
個の透光スリット303が設けられている。これらの透光
スリット302と303はモータのロータとステータの歯の位
置ずれを検出するために設けられたものである。符号板
1の回転位置の検出用のスリットとして、スリット302
の外側に原点検出用のスリットSが設けられている。こ
の符号板301はモータの出力軸と一体に回転するもので
ある。
In the figure, 301 is a disc-shaped code plate, and is provided with two stages of translucent slit rows in which translucent slits are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction. The outer slit row is provided with m 1 transparent slits 302, and the inner transparent slit row is m 2
Individual light-transmitting slits 303 are provided. These translucent slits 302 and 303 are provided to detect the positional deviation between the teeth of the rotor and the stator of the motor. As a slit for detecting the rotational position of the code plate 1, the slit 302
A slit S for detecting the origin is provided outside the. The code plate 301 rotates integrally with the output shaft of the motor.

304,305は光源、306,307は光源304,305からの光ビーム
を平行ビームにするためのレンズである。
Reference numerals 304 and 305 denote light sources, and 306 and 307 are lenses for collimating the light beams from the light sources 304 and 305.

レンズ306を通過した光はスリット302とSに、レンズ7
を通過した光はスリット3にそれぞれ当たる。
The light that has passed through the lens 306 is passed through the slits 302 and S to the lens 7
The light that has passed through hits the slits 3, respectively.

308は透光スリット302を通った光(スリット像)を受光
するイメージセンサであり、例えば8個のフォトダイオ
ード3081〜3088をアレイ状に配列したものである。G1,G
2は透光スリットSを通った光を検出するフォトダイオ
ードである。
308 is an image sensor for receiving the light (slit image) having passed through the light transmitting slits 302, for example, eight photodiodes 308 1 to 308 8 in which are arranged in an array. G 1 , G
Reference numeral 2 is a photodiode that detects light that has passed through the light-transmitting slit S.

309は透光スリット303を通過した光(スリット像)を受
光するイメージセンサであり、例えば8個のフォトダイ
オード3091〜3098がアレイ状に配列されたものである。
Reference numeral 309 denotes an image sensor that receives light (slit image) that has passed through the light-transmitting slit 303, and has, for example, eight photodiodes 309 1 to 309 8 arranged in an array.

これらのフォトダイオードは第9図に示すように透光ス
リットの1ピッチP′内に配列されている。
These photodiodes are arranged within one pitch P'of the light-transmitting slits as shown in FIG.

310は信号処理回路であり、フォトダイオード3081〜308
8と3091〜3098の検出信号をもとにしてモータのロータ
とステータの歯の位置関係を算出する。
A signal processing circuit 310 includes photodiodes 308 1 to 308.
8 and 309 1 to 309 8 detection signal based on calculating a positional relationship between the teeth of the motor rotor and the stator.

このような制御装置の具体的な構成例を第10図に示す。
第10図で第9図と同一のものは同一符号を付ける。
FIG. 10 shows a specific configuration example of such a control device.
In FIG. 10, the same parts as those in FIG. 9 are designated by the same reference numerals.

第10図で、SW1〜SW8はフォトダイオード3081〜3088と30
91〜3098からの信号を一定のタイミングで順次取出して
いくスイッチである。
In FIG. 10, SW1 to SW8 are photodiodes 308 1 to 308 8 and 30.
Is sequentially taken out will switch the signals from 9 1-309 8 at a fixed timing.

311,312はOPアンプであり、各スイッチSW1〜SW8を介し
て印加される信号を増幅する。OPアンプ311,312の出力
は階段状の波形になる。波形の高さは光を検出したフォ
トダイオードの個数に相当する。
Reference numerals 311 and 312 denote OP amplifiers that amplify the signals applied via the switches SW1 to SW8. The outputs of the OP amplifiers 311 and 312 have a staircase waveform. The height of the waveform corresponds to the number of photodiodes that detected light.

次に、第2図にもどりエンコーダI/F3002の構成につい
て説明する。
Next, the configuration of the encoder I / F 300 2 returning to FIG. 2 will be described.

エンコーダI/F3002で、313,314はOPアンプ311,312の出
力の低周波成分を抽出するLPF、315,316はLPF313,314の
出力を波形整形するコンパレータ、317,318はコンパレ
ータ314,316の出力波形の周期をカウントする周期カウ
ンタ、319はコンパレータ315,316の出力波形の位相差を
カウントする位相差カウンタである。
In the encoder I / F 300 2 , 313 and 314 are LPFs that extract low frequency components of the outputs of the OP amplifiers 311 and 312, 315 and 316 are comparators that shape the output of the LPFs 313 and 314, and 317 and 318 are period counters that count the period of the output waveforms of the comparators 314 and 316. , 319 are phase difference counters for counting the phase difference between the output waveforms of the comparators 315, 316.

ここで、転流制御に用いる信号は次のようにして得られ
る。
Here, the signal used for commutation control is obtained as follows.

スイッチSW1〜SW8のスキャン周波数を8fsとする。The scan frequency of switches SW1 to SW8 is 8f s .

外側の透光スリット302を通過した光フォトダイオード3
081〜3088で検出し、内側の透光スリット303を通過した
光をフォトダイオード3091〜3098で検出する。スイッチ
SW1〜SW8のスキャンによりこれらのフォトダイオードの
検出信号を8fsの周波数で走査すると、LPF313,314を通
過した信号f1(t),f2(t)は次のとおりになる。
Optical photodiode 3 that has passed through the outer light-transmitting slit 302
Lights that have been detected by 08 1 to 30 8 8 and have passed through the inner light-transmitting slit 303 are detected by photodiodes 30 9 1 to 30 9 8 . switch
When the detection signals of these photodiodes are scanned at a frequency of 8f s by scanning SW1 to SW8, the signals f 1 (t) and f 2 (t) that have passed through the LPFs 313 and 314 are as follows.

f1(t)=A1sin(ωt+m1θ) (1) f2(t)=A2sin(ωt+m2θ) (2) ただし、A1,A2:定数、θ:符号板301の回転角、t:時間 ω=2πfs 信号f1(t)とf2(t)の位相差φは次のとおりにな
る。
f 1 (t) = A 1 sin (ωt + m 1 θ) (1) f 2 (t) = A 2 sin (ωt + m 2 θ) (2) where A 1 and A 2 are constants and θ is the code plate 301. Rotation angle, t: time ω = 2πf s The phase difference φ between the signals f 1 (t) and f 2 (t) is as follows.

φ=(m1−m2)θ (3) ここで、位相差φと、モータのロータとステータの歯の
位相ずれの関係について説明する。
φ = (m 1 −m 2 ) θ (3) Here, the relationship between the phase difference φ and the phase shift between the teeth of the rotor and the stator of the motor will be described.

例えば、外側の透光スリット数m1が8個、内側の透光ス
リット数m2が6個の場合について説明する。
For example, the case where the number of outer light-transmitting slits m 1 is 8 and the number of inner light-transmitting slits m 2 is 6 will be described.

本発明では、(外側と内側の透光スリット列にある透光
スリットの個数差)=(モータの歯数)にしていること
から、モータの歯数nは8−6より2個に設定する。
In the present invention, (the difference in the number of light-transmitting slits in the outer and inner light-transmitting slit rows) = (the number of teeth of the motor) is set. Therefore, the number of teeth n of the motor is set to 2 from 8-6. .

この場合の信号f1(t),f2(t)の位相の変調量と符
号板の回転角θとの関係は第11図(a),(b)のとお
りになる。信号f1(t),f2(t)の位相の変調量は、
それぞれ(1),(2)式のm1θ,m2θに相当する。
In this case, the relationship between the modulation amount of the phase of the signals f 1 (t) and f 2 (t) and the rotation angle θ of the code plate is as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b). The modulation amount of the phase of the signals f 1 (t) and f 2 (t) is
These correspond to m 1 θ and m 2 θ in the equations (1) and (2), respectively.

第11図より信号f1(t)とf2(t)の位相のずれは符号
板の回転角θに比例してφ1…と増えていく。
From FIG. 11, the phase shift between the signals f 1 (t) and f 2 (t) increases in proportion to φ 1 , φ 2, ... In proportion to the rotation angle θ of the code plate.

符号板がθだけ回転したときのf1(t)とf2(t)の位
相のずれφは、(3)式より次のとおりになる。
The phase shift φ between f 1 (t) and f 2 (t) when the code plate rotates by θ is as follows from equation (3).

φ=(8−6)θ (4) 一方、符号板がθだけ回転するとモータのロータもθだ
け回転する。モータの歯数は2個であることから、モー
タのロータとステータの歯は電気角にして2θだけ位相
がずれたことになる。すなわち、f1(t)とf2(t)の
位相のずれφが、モータのロータとステータの歯の位相
ずれそのものになる。これをもとにしてモータのロータ
とステータの歯の位相ずれを検出し、検出した位相のず
れをもとにモータを転流制御する。信号f1(t)とf
2(t)の位相のずれφは、位相差カウンタ319によって
計測される。
φ = (8−6) θ (4) On the other hand, when the code plate rotates by θ, the rotor of the motor also rotates by θ. Since the motor has two teeth, the rotor and stator teeth of the motor are out of phase with each other by an electrical angle of 2θ. That is, the phase shift φ between f 1 (t) and f 2 (t) becomes the phase shift itself between the teeth of the rotor and stator of the motor. Based on this, the phase shift between the teeth of the rotor and the stator of the motor is detected, and commutation control of the motor is performed based on the detected phase shift. Signals f 1 (t) and f
The phase shift φ of 2 (t) is measured by the phase difference counter 319.

次に、速度制御部400の構成について説明する。Next, the configuration of the speed control unit 400 will be described.

速度制御部400で、401は速度制御と位置制御の切換えス
イッチである。このスイッチは速度制御をするときは接
点h1側に接続され、位置制御をするときは接点h2側に接
続される。402はF/V変換器であり、エンコーダI/F3002
の出力信号を速度信号に変換する。
In the speed control unit 400, 401 is a switch for switching between speed control and position control. This switch is connected to the contact h 1 side for speed control, and connected to the contact h 2 side for position control. 402 is an F / V converter, encoder I / F 300 2
The output signal of is converted into a speed signal.

403はスイッチ401からの信号(速度の指令値となる)と
F/V変換器402からの信号の差をとる減算器である。
403 is a signal from the switch 401 (which is the speed command value)
It is a subtractor that takes the difference between the signals from the F / V converter 402.

404はマルチプライング・デジタル・アナログ変換器
(以下、MDAとする)で、デジタル信号でゲインが変え
られ、アナログ入力信号を増幅する。ゲインの設定信号
は位置制御部500またはチューニング部600から与えられ
る。
404 is a multiplying digital-to-analog converter (hereinafter referred to as MDA), whose gain is changed by a digital signal and which amplifies an analog input signal. The gain setting signal is given from the position control unit 500 or the tuning unit 600.

405は電圧制御リミッタ(以下、VCLとする)であり、MD
A404の出力を一定の上限値または下限値に押える。
405 is a voltage control limiter (hereinafter referred to as VCL), which is an MD
Hold the A404 output at a certain upper or lower limit.

406,407はMDAであり、VCL405からの信号を受け、位置制
御部500からの転流制御信号に従って電流信号Isinθ
またはIsin(θ+120゜)を電流指令値として減算器2
03,204に与える(Iは電流)。
406 and 407 are MDAs, which receive the signal from the VCL 405 and receive the current signal Isinθ e according to the commutation control signal from the position control unit 500.
Or subtractor 2 using Isin (θ e + 120 °) as the current command value
Give to 03,204 (I is current).

次に、位置制御部500の構成について説明する。Next, the configuration of the position control unit 500 will be described.

位置制御部500で、501は位置の指令パルス信号と回転方
向信号をもとに位置の指令信号を生成して発生するカウ
ンタ、502はノーマルモードでは接点k1側に接続され、
テストモードではテスト信号発生手段502′によりテス
ト信号が与えられる接点k2側に接続されるスイッチであ
る。
In the position control unit 500, 501 is a counter that generates and generates a position command signal based on a position command pulse signal and a rotation direction signal, and 502 is connected to the contact k 1 side in the normal mode,
In the test mode, the switch is connected to the contact k 2 side to which the test signal is given by the test signal generating means 502 ′.

503は減算器であり、スイッチ502からの信号(位置の指
令信号となる)と位置検出手段504からの信号の差をと
る。
Reference numeral 503 is a subtracter, which takes the difference between the signal from the switch 502 (which serves as a position command signal) and the signal from the position detecting means 504.

505は位置制御手段であり、エンコーダI/F3002またはチ
ューニング部600からの信号によりゲインテーブル506か
ら読み出したパラメータをもとに、MDA404のゲインを調
整する。位置制御手段505はソフトウェアによりI−PD
(積分、比例、微分)動作を行う3次のサーボ系を構成
している。
A position control unit 505 adjusts the gain of the MDA 404 based on the parameter read from the gain table 506 by a signal from the encoder I / F 300 2 or the tuning unit 600. The position control means 505 is an I-PD by software.
A third-order servo system that performs (integral, proportional, differential) operation is configured.

ゲインテーブル506は、例えば第12図に示すようにモー
タの負荷イナーシャJ及び位置制御系の固有振動数fn
これらの値に応じた最適な制御パラメータ値x11,x12,x
13等を対応させたテーブルである。ゲインテーブル506
には速度制御用と位置制御用のテーブルがあり、更に速
度制御用テーブルと位置制御用テーブルにはP動作(比
例動作)用テーブルとI動作(積分動作)用テーブルが
ある。
The gain table 506 is, for example, as shown in FIG. 12, the load inertia J of the motor and the natural frequency f n of the position control system and the optimum control parameter values x 11 , x 12 , x corresponding to these values.
It is a table that corresponds to 13 mag. Gain table 506
There are tables for speed control and position control, and there are a table for P operation (proportional operation) and a table for I operation (integration operation) in the table for speed control and the table for position control.

507はエンコーダI/F3002からの信号をもとに掛算器406,
407に信号を送ってモータの転流を制御する転流制御手
段、508は位置制御手段505の出力をデジタル・アナログ
変換するD/A変換器、509はD/A変換器508の出力をサンプ
ル・ホールドしてチューニング部600に送るサンプル・
ホールド回路(以下、S/H回路とする)である。
507 is a multiplier 406, based on the signal from the encoder I / F 300 2 .
A commutation control unit that sends a signal to 407 to control the commutation of the motor, 508 is a D / A converter that converts the output of the position control unit 505 to digital / analog, and 509 is a sample of the output of the D / A converter 508.・ Sample to hold and send to tuning unit 600
Hold circuit (hereinafter referred to as S / H circuit).

速度制御をするときは、スイッチ401を接点h1側に接続
し、速度の指令値としてのアナログ速度入力とF/V変換
器402の速度信号の差を減算器403でとる。MDA404のゲイ
ンは、後述するスイッチ601,602によりゲインテーブル5
06から読み出される制御パラメータ値により設定され
る。
When performing speed control, the switch 401 is connected to the contact h 1 side, and the subtractor 403 calculates the difference between the analog speed input as the speed command value and the speed signal of the F / V converter 402. The gain of the MDA404 is set in the gain table 5 by the switches 601 and 602 described later.
It is set by the control parameter value read from 06.

位置制御をするときは、スイッチ401を接点h2側に接続
するとともにスイッチ502を接点k1側に接続する。そし
て、カウンタ501からの位置指令信号と位置検出手段504
の出力信号の差を減算器503でとる。位置制御手段505で
は、スイッチ601,602によりゲインテーブル506から制御
パラメータを読出し、この制御パラメータを用いて位置
制御アルゴリズムによりMDA404のゲインを調整する。
When performing position control, the switch 401 is connected to the contact h 2 side and the switch 502 is connected to the contact k 1 side. Then, the position command signal from the counter 501 and the position detecting means 504
The subtractor 503 calculates the difference between the output signals of the. In the position control means 505, the switches 601 and 602 are used to read control parameters from the gain table 506, and the position control algorithm is used to adjust the gain of the MDA 404 using the control parameters.

次に、チューニング部600の構成について説明する。Next, the configuration of the tuning unit 600 will be described.

チューニング部600において、601,602はサーボチューニ
ングスイッチである。601は所定の範囲内で固有振動数f
nを複数段階に設定する固有振動数設定スイッチであ
る。例えば、このスイッチにより固有振動数は5〜20Hz
の範囲で16段階に設定される。
In the tuning unit 600, 601, 602 are servo tuning switches. 601 is the natural frequency f within the specified range
This is a natural frequency setting switch that sets n in multiple stages. For example, with this switch, the natural frequency is 5-20Hz
The range is set in 16 steps.

602は負荷イナーシャJを所定の範囲内で複数段階に設
定するイナーシャ設定スイッチである。
Reference numeral 602 is an inertia setting switch for setting the load inertia J in a plurality of steps within a predetermined range.

これらのスイッチ601,602によりfnとJが設定される
と、ゲインテーブル506から設定値に対応した最適な制
御パラメータ値が読み出される。
When f n and J are set by these switches 601, 602, the optimum control parameter value corresponding to the set value is read from the gain table 506.

スイッチ601,602を用いて位置制御を行うときは、位置
制御用のテーブルから読み出された制御パラメータ値を
もとに、位置制御手段505がMDA404のゲインを調整す
る。速度制御を行うときは、速度制御用のテーブルから
読み出された制御パラメータがMDA404に送られてゲイン
が調整される。
When performing position control using the switches 601 and 602, the position control unit 505 adjusts the gain of the MDA 404 based on the control parameter value read from the position control table. When performing speed control, the control parameters read from the speed control table are sent to the MDA 404 to adjust the gain.

603はスイッチ502の切換用スイッチ、604はスイッチ401
の切換用スイッチ、605は速度制御と位置制御を積分動
作または比例動作に切換えるスイッチである。このスイ
ッチの切換によってゲインテーブル506の積分動作用テ
ーブルと比例動作用テーブルが使い分けられる。DDモー
タでロボットアームを動かす場合において、ロボットア
ームを位置決めするときは積分動作による制御を行い、
ロボットアームで物をつかむときは比例動作による制御
(コンプライアンス制御)を行う。
603 is a switch for switching the switch 502, 604 is a switch 401
The switch 605 is a switch for switching the speed control and the position control to the integral operation or the proportional operation. By switching this switch, the integral operation table and the proportional operation table of the gain table 506 are used properly. When moving the robot arm with the DD motor, control is performed by integral operation when positioning the robot arm.
When an object is grabbed by the robot arm, control by proportional movement (compliance control) is performed.

606はS/H回路402を介して位置制御部500の出力を取出す
モニタ出力端子である。この出力は表示装置例えばオッ
シロスコープに送られてモニタリングされる。
Reference numeral 606 is a monitor output terminal for taking out the output of the position control unit 500 via the S / H circuit 402. This output is sent to a display device such as an oscilloscope for monitoring.

607はアップダウンパルス発生器608を介してインクリメ
ンタルパルス信号を取出すパルス取出端子である。
Reference numeral 607 is a pulse extraction terminal for extracting an incremental pulse signal via the up / down pulse generator 608.

609はフォトダイオードG1,G2の出力を取出す原点信号端
子である。
Reference numeral 609 is an origin signal terminal for taking out the outputs of the photodiodes G 1 and G 2 .

パルス取出端子607と原点信号端子609から取出した出力
はコントローラ(図示せず)に送られる。コントローラ
では、パルス取出端子607の出力からモータの回転位置
をカウントし、原点信号端子609からの出力から原点位
置を検出する。
The outputs extracted from the pulse extraction terminal 607 and the origin signal terminal 609 are sent to a controller (not shown). The controller counts the rotational position of the motor from the output of the pulse extraction terminal 607 and detects the origin position from the output from the origin signal terminal 609.

BSはデータバスであり、エンコーダ部300、速度制御部4
00、位置制御部500及びチューニング部600の間の信号を
伝送する。
BS is a data bus, and the encoder unit 300 and the speed control unit 4
00 to transmit signals between the position control unit 500 and the tuning unit 600.

ここで、モータの負荷イナーシャJが不明のときは、ス
イッチ502を接点k2側に接続し、既知のテスト信号を位
置制御手段505に与え、このとき位置制御部500が出力す
る信号をモータ出力端子を用いてモニタする。そして、
モニタ波形の歪をなくすようにイナーシャ設定スイッチ
で負荷イナーシャの設定値を調整する。
Here, when the load inertia J of the motor is unknown, the switch 502 is connected to the contact k 2 side and a known test signal is given to the position control means 505. At this time, the signal output from the position control unit 500 is output to the motor. Monitor using the terminal. And
Adjust the load inertia setting value with the inertia setting switch so that the distortion of the monitor waveform is eliminated.

なお、FnとJの設定はスイッチによらず外部のコントロ
ーラで行うようにしてもよい。
The setting of Fn and J may be performed by an external controller instead of using the switches.

また、実施例ではサーボチューニングスイッチで固有振
動数fnと負荷イナーシャJの両方が設定されるとゲイン
テーブル506から制御パラメータが読み出される場合に
ついて説明したが、これに限らずfnとJの一方が設定さ
れたときに制御パラメータが読み出される構成であって
もよい。
Moreover, the case has been described where the control parameters are read out when both the natural frequency f n and the load inertia J is set by a servo tuning switch from the gain table 506 in the embodiment, one of the f n and J is not limited thereto The control parameter may be read when is set.

[効果] 本発明によれば、エンコーダの符号板には2段の透光ス
リット列が設けられていて、外側と内側の透光スリット
列にそれぞれある透光スリットの個数差はモータ部の歯
数と同数になっている。このため、外側の透光スリット
列にある透光スリットを通過した光の検出信号と内側の
透光スリット列にある透光スリットを通過した光の検出
信号の位相差は、モータ部のロータとステータの歯の位
相ずれそのものになる。この位相ずれをもとにモータの
転流制御を行うことができる。上述した位相差は位相差
カウンタで計測される。従って、位相差カウンタで計測
した位相差からモータの転流制御に用いる信号が得られ
る。
[Effects] According to the present invention, the encoder code plate is provided with two stages of translucent slits, and the difference in the number of translucent slits in each of the outer and inner translucent slits is determined by the teeth of the motor portion. It is the same as the number. Therefore, the phase difference between the detection signal of the light passing through the light transmitting slits in the outer light transmitting slit row and the detection signal of the light passing through the light transmitting slits in the inner light transmitting slit row is It becomes the phase shift of the teeth of the stator itself. The commutation control of the motor can be performed based on this phase shift. The phase difference described above is measured by a phase difference counter. Therefore, a signal used for commutation control of the motor can be obtained from the phase difference measured by the phase difference counter.

また、イメージセンサの検出信号の周期を周期カウンタ
で計測し、検出信号の周期がモータの停止時における周
期と比べてどれだけずれているかを一定時間毎に計測
し、計測値を積算することによってモータの回転位置が
検出される。検出した回転位置はモータの位置フィード
バック制御に用いる。
In addition, by measuring the cycle of the detection signal of the image sensor with a cycle counter, measuring how much the cycle of the detection signal deviates from the cycle when the motor is stopped at regular intervals, and adding up the measured values. The rotational position of the motor is detected. The detected rotational position is used for position feedback control of the motor.

さらに、エンコーダI/Fに与えられたイメージセンサの
検出信号の周波数をもとにモータの回転速度が検出され
る。検出した回転速度はモータの速度フィードバック制
御に用いる。
Further, the rotation speed of the motor is detected based on the frequency of the detection signal of the image sensor given to the encoder I / F. The detected rotation speed is used for speed feedback control of the motor.

以上のことから、本発明によれば、1つのエンコーダI/
Fで、モータの転流制御と、位置制御と、速度制御に用
いる信号が同時に得られる。これによって、簡単な回路
構成でモータの位置制御、速度制御及び転流制御を行う
ことができる。
From the above, according to the present invention, one encoder I /
At F, signals used for motor commutation control, position control, and speed control are obtained at the same time. As a result, the position control, speed control and commutation control of the motor can be performed with a simple circuit configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明にかかるDDモータシステムの概略構成
図、第2図は第1図の具体的構成例を示した図、第3図
はモータ部の具体的構成例を示した図、第4図は駆動回
路の電流検出回路の具体的構成例を示した図、第5図〜
第7図は第4図の回路の動作説明図、第8図〜第10図は
エンコーダ部の具体的構成例を示した図、第11図はエン
コーダI/Fの動作説明図、第12図は位置制御部に格納さ
れたゲインテーブルの一例を示した図である。 100……モータ部、300……エンコーダ部、3001……エン
コーダ、3002……エンコーダI/F、301……符号板、302,
303……透光スリット、304,305……光源、308,309……
イメージセンサ、317,318……周期カウンタ、319……位
相差カウンタ、400……速度制御部、500……位置制御
部、507……転流制御手段。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a DD motor system according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration example of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of a motor section. FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration example of the current detection circuit of the drive circuit, and FIGS.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the circuit of FIG. 4, FIGS. 8 to 10 are diagrams showing a specific configuration example of the encoder section, FIG. 11 is an operation explanatory diagram of the encoder I / F, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of a gain table stored in a position control unit. 100 …… Motor part, 300 …… Encoder part, 300 1 …… Encoder, 300 2 …… Encoder I / F, 301 …… Code plate, 302,
303 …… Transparent slit, 304,305 …… Light source, 308,309 ……
Image sensor, 317, 318 Cycle counter, 319 Phase difference counter, 400 Speed controller, 500 Position controller, 507 Commutation control means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 仁 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 萬歳 秀夫 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 村松 康彦 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 進藤 昭太郎 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hitoshi Morimoto 2-932 Nakamachi, Musashino City, Tokyo Yokogawa Electric Co., Ltd. (72) Hideo Manshi Hideo Mansai 2-932 Nakamachi, Musashino City, Tokyo Horizontal Kawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhiko Muramatsu 2-9-32 Nakamachi, Musashino-shi, Tokyo Yokogawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shotaro Shindo 2-9-32 Nakamachi, Musashino-shi, Tokyo Yokogawa Electric Within the corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外側にロータ、内側にステータがそれぞれ
配置されたダイレクト・ドライブ方式のモータ部と、こ
のモータ部の回転を検出し、検出信号を出力するエンコ
ーダ部と、このエンコーダ部の検出信号をもとに前記モ
ータ部の回転速度をフィードバック制御する速度制御部
と、前記エンコーダ部の検出信号をもとに前記モータ部
の回転位置をフィードバック制御する位置制御部と、前
記エンコーダ部の検出信号をもとに前記モータ部の転流
を制御する転流制御手段とを具備し、 前記エンコーダ部はエンコーダとエンコーダインタフェ
イスとからなり、 前記エンコーダは光学式のロータリーエンコーダであっ
て、 2段の透光スリット列が設けられていて、外側と内側の
透光スリット列にそれぞれある透光スリットの個数差は
前記モータ部の歯数と同数になっている符号板と、前記
2段の透光スリット列にある透光スリットにそれぞれ投
光する光源と、フォトダイオードをアレイ状に配列して
構成され、2段の透光スリット列にある透光スリットの
通過光をそれぞれ検出するイメージセンサとを有し、 前記エンコーダインタフェイスは、 前記イメージセンサの検出信号の周期をカウントする周
期カウンタと、外側の透光スリット列にある透光スリッ
トの通過光を検出するイメージセンサの検出信号と内側
の透光スリット列にある透光スリットの通過光を検出す
るイメージセンサの検出信号の位相差をカウントする位
相差カウンタとを有し、 前記周期カウンタでカウントした周期をもとに前記モー
タ部の位置制御に用いる信号を、前記イメージセンサの
検出信号の周波数をもとにモータ部の速度制御に用いる
信号を、前記位相差カウンタでカウントした位相差をも
とにモータ部の転流制御に用いる信号をそれぞれ得るこ
とを特徴とするダイレクト・ドライブ・モータシステ
ム。
1. A direct drive type motor section in which a rotor is arranged on the outside and a stator is arranged on the inside, an encoder section which detects the rotation of the motor section and outputs a detection signal, and a detection signal of the encoder section. A speed control unit that feedback-controls the rotation speed of the motor unit based on the following: a position control unit that feedback-controls the rotation position of the motor unit based on the detection signal of the encoder unit; and a detection signal of the encoder unit. Commutation control means for controlling commutation of the motor section based on the above, the encoder section is composed of an encoder and an encoder interface, and the encoder is an optical rotary encoder having two stages. A transparent slit row is provided, and the difference in the number of transparent slits on the outer and inner transparent slit rows is The number of teeth is the same as the number of teeth, light sources for projecting light to the light-transmitting slits in the two-stage light-transmitting slit rows, and photodiodes arranged in an array. The encoder interface has an image sensor for detecting light passing through each of the light-transmitting slits in the light slit row, and the encoder interface has a cycle counter for counting a cycle of a detection signal of the image sensor and an outer light-transmitting slit row. There is a phase difference counter that counts the phase difference between the detection signal of the image sensor that detects the light passing through a certain light-transmitting slit and the detection signal of the image sensor that detects the light passing through the light-transmitting slit in the inner light-transmitting slit row. Then, based on the cycle counted by the cycle counter, a signal used for position control of the motor unit is calculated based on the frequency of the detection signal of the image sensor. Direct drive motor system, characterized in that to obtain a signal to be used for speed control of the motor unit, a signal used for commutation control of motor based on the phase difference counted by the phase difference counter, respectively.
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JPS6055880A (en) * 1983-09-02 1985-04-01 Toshiba Mach Co Ltd Position controller of synchronous motor
JPS61204715A (en) * 1985-03-07 1986-09-10 Mitsubishi Electric Corp Servo-amplifier

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