KR19990050221A - 서보모터 초기운전 제어방법 - Google Patents

Abstract

엔코더, 제어부를 구비한 서보모터의 초기운전 제어방법에 있어서, 상기 제어부는 수신된 프레임이 전반프레임인지 후반프레임인지 판단하는 단계와, 상기 판단된 프레임이 후반프레임이면 초기상태인지 판단하는 단계와, 상기 판단된 프레임이 초기상태이면 수신된 전반프레임의 데이터를 출력하는 단계와, 상기 엔코더의 펄스가 일정각도 변화되면 초기상태를 해제하는 단계에 의해 서보모터의 초기운전을 제어함으로써 기준점 복귀에 따른 부담을 감소시킴과 동시에 전원투입 직후 상기 엔코더의 낮은 분해능으로 인해 야기되는 기준점 틀어짐을 미연에 방지할 수 있다.

Description

서보모터 초기운전 제어방법

본 발명은 서보모터에 관한 것으로, 특히 2 프레임 전송방식의 절대값 엔코더를 사용하는 서보모터의 초기운전 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용되는 로봇, 공작기계, 기타 전용기 등에 소형화, 고정밀도 등의 이유로 엑츄레이터로 교류 서보모터가 사용된다.

상기 서보모터가 점차 소형화함에 따라 서보모터에 취부되는 엔코더의 소형화가 대두 되면서, 기존의 1프레임 데이터 전송 방식의 절대값 엔코더가 2 프레임 데이터 전송 방식으로 점차 변화 하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 서보모터 엔코더 수신부를 나타낸 블록도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 데이터 프레임을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 절대값 데이터를 입력받아 필터링하는 입력필터부(1)와, 상기 입력필터부(1)에서 필터링된 데이터를 입력받아 전달하는 시프트 레지스터(Shift Registor)(2)와, 상기 입력필터부(1)에서 입력된 절대값 엔코더의 스타트 블록(Start Block)을 감지하여 스타트 신호를 생성하는 제어부(3)와, 상기 제어부(3)에서 출력된 신호를 인가받아 수신에 필요한 시프트 클럭(Shift Clock)을 생성하는 클럭생성부(4)로 구성된다.

상기 입력필터부(1)에서는 디지탈 필터를 사용하여 시스템 클럭의 일정주기 동안 입력되는 신호가 유지되면 올바른 신호로 인정하는 노이즈를 제거하고, 상기 제어부(3)에서는 입력필터부(1)에서 입력되는 스타트 신호를 인가받아 카운터를 인에이블시켜 수신에 필요한 시프트 클럭(Shift Clock)을 생성한다.

상기 생성된 시프트 클럭(Shift Clock)은 시프트 레지스터(Shift Registor)(2)로 입력되어 직렬로 수신되는 절대값 데이터를 병렬 데이터로 만들어 다시 시프트 레지스터(Shift Registor)(2)로 전달한다.

또한, 엔코더 전원이 투입되면 서보 모터에 취부되어 있는 절대값 엔코더는 데이터 송신을 개시하는데 이는 도 2에 도시한 바와 같이, 스타트 블록(Start Block)(5), 회전자 위치정보(6), 다 회전량 정보(7), 제 1 및 제 2상태 정보(8)(9), 패러티(10)를 하나의 프레임에 전송한다.

따라서, 서보모터는 모터 대비 엔코더의 크기가 충분히 크므로, 1 프레임 전 데이터 전송방식의 절대값 엔코더 사용에 무리가 없었지만, 서보 모터를 시스템의 소형 및 경량화가 대두 되면서 서보모터의 크기와 소형화 및 경량화가 되어야 하는 필요성이 대두되었다.

종래 기술에 따른 엔코더를 사용하는 서보모터에 있어서, 전원투입 직후 엔코더의 낮은 분해능으로 인해 시스템의 기준점이 틀어짐과 동시에 2프레임 전 데이터 전송방식으로 변환되면서 초기전원 투입 직후 낮은 분해능을 갖는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 정상운전 하기이전에 약 2。정도 유동에 의해 정상적인 분해능으로 복귀하도록 하는 서보모터의 초기운전 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 서보모터 엔코더 수신부를 나타낸 블록도

도 2는 종래 기술에 따른 데이터 프레임을 나타낸 도면

도 3a는 본 발명에 따른 서보모터를 나타낸 블록도

도 3b는 도 3a중 엔코더 수신부를 나타낸 제어블록도

도 4a는 본 발명에 전원투입시의 출력데이타를 나타낸 구성도

도 4b는 본 발명에 따른 초기운전시의 데이터 프레임을 나타낸 구성도

도 5는 본 발명에 따른 정상동작시의 데이터 프레임을 나타낸 구성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 엔코더 수신부 12 : 12비트 컨버터부

13 : 사인 테이블 롬 14 : 승산용 컨버터부

15 : 라인필터 21 : 입력필터부

22 : 제어부 23 : 수신클럭생성부

24 : 시프트 레지스터

본 발명은 엔코더를 구비한 서보모터의 초기운전 제어방법에 있어서, 상기 제어부는 수신된 프레임이 전반프레임인지 후반프레임인지 판단하는 단계와, 상기 판단된 프레임이 후반프레임이면 초기상태인지 판단하는 단계와, 상기 초기상태이면 수신된 전반프레임의 데이터를 출력하는 단계와, 상기 엔코더의 펄스가 일정각도 변화되면 초기상태를 해제하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 본 발명에 따른 서보모터를 나타낸 블록도이고, 도 3b는 도 3a중 엔코더 수신부를 나타낸 제어블록도이고, 도4a는 본 발명에 다른 전원투입시의 데이터 프레임을 나타낸 구성도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 초기운전시 데이터 프레임을 나타낸 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 정상운전시 데이터 프레임을 나타낸 구성도이다,

도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 절대값 데이터의 노이즈를 제거하는 입력필터부(21)와, 상기 입력필터부(21)에서 필터링된 절대값 데이터를 입력받아 시작 및 정지를 판별하고, 엔코더의 초기모드를 감시 해제 시키는 제어부(22)와, 상기 제어부(22)로부터 시작신호를 인가받아 수신에 필요한 동기 클럭을 생성하는 수샌 클럭생성부(23)와, 상기 수신클럭생성부(23)에서 시프트 클럭을 인가받아 직렬 데이터를 병렬 데이터로 만들어주는 시프트 레지스터(24)로 구성된다.

여기서, 본 발명에 적용되는 엔코더는 TS5643 계열의 반도체 집적회로가 적용된다.

상기 제어부(22)는 입력된 절대값 데이터의 스타트 비트를 감지하여 스타트 신호를 생성하고, 상기 제어부(22)에서 생성된 스타트 신호는 수신 클럭생성부(23)를 인에이블 시키며 수신클럭생성부(23)에 필요한 시프트 클럭을 발생시켜 시프트 레지스터(24)로 공급한다.

상기 시프트 레지스터(24)는 시프트 클럭을 인가받아 입력된 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하고, 상기 제어부(22)에서는 변환된 병렬 데이터의 상태(Status) 정보를 읽어 수신된 프레임이 전반 프레임인지 후반 프레임인지 판별한다.

상기 판별된 프레임이 푸반 프레임이면 프리로드 상태를 읽고, 프리로드(초기상태)이면, 수신된 전반 프레임의 데이터를 도 3a에 도시된 사인 테이블 롬(13)으로 출력한다.

또한, 12비트 DAC(12)에 일정값을 지령하고, 하위의 서보 드라이버를 구동시킨다.

엔코더의 펄스가 50펄스(기계적으로 2。) 정도로 변화하면 수신된 절대값 데이터의 후반 프레임에서 프리로드 상태가 해제되며 완전한 분해능을 갖고 송신하기 시작한다.

이때, 제어부(22)는 모터를 정지시키고, 역 지령을 인가하여 모터를 반대로 50펄스만큼 회전시키면 완전한 분해능으로 동작하며 처음 시작점에 정확히 위치한다.

도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이 5비트의 분해능을 갖는 데이터와 초기모드임을 알려주는 프리로드상태 비트를 출력한다.

또한, 정상동작 모드의 데이터 프레임은 도 5에 도시된 바와 같이, 완전한 데이터 프레임을 전송하는데 84[㎲]의 시간이 소요된다.

먼저, 엔코더 전원이 인가되면 약 100[㎳]후 엔코더는 데이터 송신을 개시하기 시작하며, 초반 25[㎲]동안 전반 프레임에 해당하는 데이터를 송신하며 그 후 17[㎲]동안 휴지기를 거쳐 25[㎲]동안 후반 프레임에 해당하는 해당하는 데이터를 송신하고 다시 17[㎲]동안 휴지기를 거침으로써 전체 데이터 송신을 완료한다.

또한, 전반 프레임에는 1회전내 절대치 데이터와 다회전 데이터의 잔량을 송신하며, 후반 프레임에는 다회전 데이터의 잔량과 상태를 송신한다.

본 발명은 엔코더를 사용하는 서보모터를 알정각도(2。)정도 유동시켜 초기 모드를 감시하고 해제 시킴으로써 기준점 복귀에 따른 부담을 감소시킴과 동시에 전원투입 직후 상기 엔코더의 낮은 분해능으로 인해 야기되는 기준점 틀어짐을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 엔코더, 제어부를 구비한 서보모터의 초기운전 제어방법에 있어서,

   상기 제어부는 수신된 프레임이 전반프레임인지 후반프레임인지 판단하는 단계;

   상기 판단된 프레임이 후반프레임이면 초기상태인지 판단하는 단계;

   상기 초기상태이면 수신된 전반프레임의 데이터를 출력하는 단계;

   상기 엔코더의 펄스가 일정각도 변화되면 초기상태를 해제하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 서보모터 초기운전 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 일정각은 기계적으로 2。에 해당함을 특징으로 하는 서보모터 초기운전 제어방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 엔코더는 2 프레임 데이터 송신방식을 사용함을 특징으로 하는 서보모터 초기운전 제어방법.