JPS60207477A - 電動アクチユエ−タ - Google Patents

電動アクチユエ−タ

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JPS60207477A
JPS60207477A JP59060727A JP6072784A JPS60207477A JP S60207477 A JPS60207477 A JP S60207477A JP 59060727 A JP59060727 A JP 59060727A JP 6072784 A JP6072784 A JP 6072784A JP S60207477 A JPS60207477 A JP S60207477A
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JP
Japan
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encoder
pulses
motor
reduction gear
reducer
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Pending
Application number
JP59060727A
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English (en)
Inventor
Seiji Yamashita
誠二 山下
Kunio Miyashita
邦夫 宮下
Hiroshi Okuda
奥田　宏史
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
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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】 この発明は減速機の出力軸に、例えばロボットアームな
どの機械要素を結合して使用する電動アクチュエータの
改良に係り、その目的は減速機に起因するバツクラツシ
および回転軸系の撓みを補償した高精度を得るための制
御回路を簡単な構成とすることである。
第１図は電動機に減速機を組み合わせたアクチュエ−Ｊ
ｊを塩玄的じ夷ｈ＋、か土、ので訊スー恰剰１１の出力
軸は減速機２の一次側を駆動する。減速機２の二次側に
は、ロボツ１〜のアームなどの機械要素３があり、最終
的に制御の目的は、機械要素を任意の位置に、設定しあ
るいは移動させることである。
従来、電動アクチュエータの制御は電ａ機軸の回転角度
の制御で行っている。これについて、電動機の回転軸と
減速機の出力軸のそれぞれにエンコーダを取り付け１両
エンコーダのパルス数を数えることによってアクチュエ
ータを制御する方法が、減速機に起因するバックラッシ
および撓みを補償できる特長があり、精度の点で優れて
いる。
この方法は、電動機軸と減速機の出力軸の回転に伴って
、２つのエンコーダが出力するパルス信号を処理するこ
とによって、電動機軸の回転角度と減速機出力軸の回転
角度との差を知り、これによってバツクラッシと撓みの
大きさを知って、アクチュエータの状態を認識するもの
である。
しかし、前記の回転角度の差を知るためのパルス処理回
路の構成が複雑となるので、電動機だけを制御するもの
と比較して、全体の制御回路が複雑となる欠点がある。
この発明は、減速機の減速比が１／Ｎであるとき、第２
のエンコーダのパルス数を第１のエンコーダのパルス数
のＮ倍に設定することによって角度差を得るためのパル
ス処理回路を著しく簡単にすることができた。
次に、本発明によって、第１のエンコーダＥ。
と第２のエンコーダＥＱの信号から、第４図に示したヒ
ステリシスをもつ減速機の状況を認識できる理由につい
て説明する。
一般に、電動機の制御回路の中には第３図に示したよう
な電流制御ブロックが内蔵される。従って、電動機のト
ルクは電流制御ＡとＲが充分ゲインが高く、応答周波数
が高い場合には、電流指令の値で知ることができる。電
動機が直流モータであれば、電流の値でおきかえること
ができ、交流モータの場合でも、適当な電流−トルクの
変換係数を用いて、電流値からトルクの値に変換するこ
とができる。
減速比を１７Ｎとすれば、電動機のトルクをＮ倍したも
のが減速機の負荷トルクとなる。制御回路にマイコンを
使用すれば、電流の値からトルクの値を知ることは、ソ
フト的な対応で可能である。
従って、減速機の状況を認識することは、減速機の捩れ
方向を知れば充分である。
インクレメンタルエンコーダを使う場合には、エンコー
ダの２相信号φ３．φ２から第２図に示したように、正
、逆転を判別する回路４と、アップダウンカウンター５
とにより電動機の回転角度０１を知ることができる。同
様に減速軸の出力軸に取り付けたエンコーダＥ１２の信
号からその出力軸の回転角度θ２を知ることができる。
エンコーダＥ、のパルス数をＰＰＲ□とすれば、（１）
式でモータ軸でカウントされるパルス数Ｐ、でその回転
した角度θ、が得られる。
エンコーダＥ２のパルス数をＰＰＲ２とすれば、（２）
式で減速機の出力軸でカウントされるパルス数Ｐ２でそ
の回転した角度０２が得られる。
そこで、減速機に捩れがなければ、 ＮθＩ２”θ、　・・・・・・　（３）であり、減速機
に捩れがある場合は、その捩れ角は、 ・・・・・・　（４） となる。
本発明では、Ｅ２のパルス数をＥｌのパルス数のＮ倍に
設定したから、 ＰＰＲ，＝ＮＸＰＰＲ，−・−・−（５）であり、（４
）式は、 θ１ θ＊　＝Ｋ（Ｐ、２　Ｐ、）　・・・　（６）となり、
電動機の回転パルスと、減速機の回転パルスの差分が、
減速機の捩れ角度に比例すること　′になる。
従って両エンコーダ即ちＥ８とＥｌ２のパルス数をカウ
ンターで数え、両方のパルスの間に差分があれば、その
差分が捩れ角の大きさを示す信号である。
第２図は、間者のパルス数をハード的に引算する演算機
５ＵＢ８の構成の実施例を示すものである。この構成は
また第５図に示したように、両エンコーダの信号を１個
のアップダウンカウンター１２に入力し、カウンター１
２の信号をもって捩り角度に比例した信号とすることも
できる。
仮に（５）式に従う関係を設定しないときは、第５図に
示したような簡単な回路構成では捩れ角度を検知するこ
とができないから、複雑な構造となさざる得ない。この
ことは撓みの補償による精度向上の実施を困難にしてい
た。
これに対し１本発明によれば、捩れ角を検知するための
パルス処理回路の構成が極めて簡単となったから、アク
チュエータの動作精度の向上のための捩れ角度の補償の
実施が容易となった点で工業的効果が大である。
【図面の簡単な説明】
第１図は電動アクチュエータの構成を示す正面図、第２
図は減速機軸の捩れ角度検出回路図、第３図は電動機の
電流制御回路のブロック図、第４図は減速機軸の捩れヒ
ステリシスを示す線図、第５図は捩れ検出装置の実施例
を示す回路図である。 ■・・・電動機、２・・・減速機、３・・・出力アーム
、４゜６・・・正逆転判別回路、５，７・・・アップダ
ウンカウンター、８・・・減算用演算器、９・・・捩れ
角度曲線、１０・・・電流制御回路、１１・・・電流検
出機、１２・・・アップダウンカウンター、Ｅ、、Ｅ、
・・・エンコーダ。 代理人　弁理士　高橋明夫 第　ｌ　国 菓　２　図 ６　ｌ 第３目 茅４　困 第５　目 ／２ （ （

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、減速機を備えた電動機の回転軸に第１のエンコーダ
    を取り付け、減速機の出力軸に第２のエンコードを取り
    付け、前記の２つのエンコーダの検出信号を用いて電動
    機を制御するアクチュエータにおいて減速機の減速比が
    １／Ｎであるとき、第２のエンコーダのパルス数を第１
    のエンコーダのパルス数のＮ倍に設定したことを特徴と
    する電動アクチュエータ。
JP59060727A 1984-03-30 1984-03-30 電動アクチユエ−タ Pending JPS60207477A (ja)

Priority Applications (4)

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JP59060727A JPS60207477A (ja) 1984-03-30 1984-03-30 電動アクチユエ−タ
EP85103720A EP0158886B1 (en) 1984-03-30 1985-03-28 A torsion angle detection circuit
DE8585103720T DE3578238D1 (de) 1984-03-30 1985-03-28 Schaltung zur bestimmung eines torsionswinkels.
US07/511,925 US5101148A (en) 1984-03-30 1990-04-16 Electric motor actuator

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JPS60207477A true JPS60207477A (ja) 1985-10-19

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JP59060727A Pending JPS60207477A (ja) 1984-03-30 1984-03-30 電動アクチユエ−タ

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JP (1) JPS60207477A (ja)
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Publication number Publication date
EP0158886B1 (en) 1990-06-13
US5101148A (en) 1992-03-31
DE3578238D1 (de) 1990-07-19
EP0158886A1 (en) 1985-10-23

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