KR20110071824A

KR20110071824A - Initiation system and method for robot operational motor

Info

Publication number: KR20110071824A
Application number: KR1020090128488A
Authority: KR
Inventors: 임선; 정일균
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-29
Also published as: KR101098238B1

Abstract

PURPOSE: An initiation system and a method for a robot operational motor are provided to initialize a drive motor by collecting a necessary signal to initialize the phase and counter electro-motive force without an additional user input. CONSTITUTION: In an initiation system and a method for a robot operational motor, a motor for driving a robot(120) is installed in the one side of a robot apparatus. An encoder(110) detects the rotation angle of the motor. A counter electro-motive force detection unit(130) detects the counter electro-motive force of the motor. A power amplifying unit(140) for driving the motor amplifies power to drive the motor. A motor controller(150) receives an encoder signal from an encoder. The motor controller receives counter electro-motive force from the counter electro-motive force detection unit. The motor controller controls the offset value of the encoder to initialize a counter electro-motive force and the encoder.

Description

Motor Initialization System and Method for Robot Drive {Initiation System And Method for Robot Operational Motor}

본 발명은 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇에 장착되는 구동 모터 초기화를 자동으로 수행할 수 있도록 지원하며, 또한 초기화를 보다 정밀하게 수행할 수 있도록 지원하는 로봇 구동용 모터 초기화 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a robot, and more particularly, to a robot initializing motor initialization system and method for automatically performing the initialization of the drive motor mounted on the robot and supporting the initialization can be performed more precisely. It is about.

로봇(Robot)은 자동 조절에 의해 조작이나 이동 등의 일을 수행할 수 있는 기계 장치로서, 인간을 대신하여 여러 작업에 이용되고 있다. 그 동안 로봇 산업은 급속도로 발전해 왔으며, 산업용 또는 특수 작업용 로봇에 대한 연구를 비롯해서 가정용, 교육용 로봇과 같이 인간의 작업을 돕고 인간의 생활에 즐거움을 주는 목적으로 만들어지는 로봇에 대한 연구로 확대되고 있는 실정이다. 우리나라는 로봇이 보급되기 시작한 것이 1960년대 말부터인데, 그 대부분은 공장에서 생산 작업의 자동화, 무인화 등을 목적으로 한 매니풀레이터(manipulator)나 반송 로봇 등의 산업용 로봇(industrial robot)이었다.Robot is a mechanical device that can perform operations such as operation and movement by automatic adjustment, and is used for various tasks on behalf of humans. The robot industry has developed rapidly, and has been expanded to research on robots for industrial or special tasks, as well as for robots created for the purpose of helping humans and enjoying human life such as home and educational robots. It is true. In Korea, robots began to spread from the late 1960s, and most of them were industrial robots such as manipulators or conveying robots for the purpose of automating and unmanned production work in factories.

한편, 상술한 로봇들은 각각 특정 제어 신호에 대응하여 특정한 동작을 수행하기 위하여 모터를 각각 내장하고 있다. 이러한 모터는 로봇 내부에 배치되거나 로봇의 관절 부분에 배치될 수 있다. 로봇에 배치된 모터는 외부 동력원이 제공되면 공급된 외부 동력원을 회전 운동력으로 전환할 수 있다. 이러한 모터는 BLDC(Brushless DC) 모터 등이 이용될 수 있다.On the other hand, the above-mentioned robots each have a motor in order to perform a specific operation in response to a specific control signal. Such a motor may be disposed inside the robot or at a joint portion of the robot. The motor disposed in the robot may convert the supplied external power source into rotational kinetic force if an external power source is provided. Such a motor may be a brushless DC (BLDC) motor or the like.

상기 BLDC 모터는 DC 모터에서 정류자(commutator) 역할을 하는 브러시(brush)를 제거하고 DC모터의 성질은 그대로 유지되도록 고안된 것으로, 그 구성으로는 회전자, 3상 코일(U상 코일, V상 코일, W상 코일)로 이루어진 고정자, 영구 자석으로 이루어진 회전자, 그리고 위치 검출 소자를 포함한다. 이러한 BLDC 모터는 3상 BLDC 모터의 고정자측 코일의 각 상으로 전류를 흘려주고, 이 전류에 의해 코일에 자계가 발생하도록 하여 회전자를 회전시킨다. 이 때, BLDC 모터는 회전자 자계의 세기를 검출하고, 검출된 자계의 세기에 따라 코일의 각상에 흐르는 전류의 방향을 전환시키기 위한 스위칭 소자들을 순차적으로 온/오프시킴으로써 회전자가 한쪽 방향으로 계속해서 회전하도록 한다. 즉, BLDC 모터는 브러시를 사용하지 않고, 브러시가 수행하던 회전자의 위치 검출을 회전자의 자계의 세기를 이용하는 홀 소자를 통해 검출하며, 이렇게 검출된 신호를 이용해 BLDC모터 회전자의 위치를 제어하는 소정의 위치제어용 신호를 발생시킨다.The BLDC motor is designed to remove a brush that acts as a commutator in the DC motor and maintain the properties of the DC motor. The configuration includes a rotor, a three-phase coil (U-phase coil, and a V-phase coil). And a stator made of a W-phase coil, a rotor made of a permanent magnet, and a position detecting element. The BLDC motor flows a current through each phase of the stator side coil of the three-phase BLDC motor, and causes the magnetic field to be generated by the current to rotate the rotor. At this time, the BLDC motor detects the strength of the rotor magnetic field, and the rotor continues in one direction by sequentially turning on / off switching elements for switching the direction of the current flowing in each phase of the coil according to the detected magnetic field strength. Rotate That is, the BLDC motor detects the position of the rotor, which is performed by the brush, through a Hall element using the strength of the magnetic field of the rotor, without using a brush, and controls the position of the BLDC motor rotor using the detected signal. A predetermined position control signal is generated.

이러한 BLDC 모터를 로봇 기구부에 결합하여 정상적으로 사용하기 위해서는 BLDC모터의 역기전력과 엔코더 Z상의 일치를 필요로 한다. 이에 따라 로봇 제작 공급사에서는 상술한 BLDC 모터의 역기전력과 엔코더 Z상을 일치시키게 된다. 그런데 이러한 작업은 모터 제작 시 부품소재 단가 상승을 발생시킬 수 있다. 한편 BLDC모터 구동은 통상적으로 홀센서를 통한 Six Step구동과 전류제어를 통한 벡터 제어를 수행하는데 로봇시스템과 같이 부하가 비정형적, 비주기적인 경우 빠른 응답성과 효율성을 위해서는 벡터제어가 필수적이다. 이런 벡터제어를 하기 위해서는 초기 전원 인가 시 홀센서에 따른 엔코더의 위치 설정이 필수적으로 필요하다. 로봇 제작 공급사측에서 다양한 이유로 상술한 위치 설정 수행 없이 모터만 공급하는 경우 개발자 측에서 직접 실험을 통해 엔코더 상을 측정하여 제어기에 직접 입력하는 방식을 이용하였다. 그런데 이러한 방식은 로봇 구동용 모터 초기화에 너무 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.In order to use this BLDC motor normally in combination with the robot mechanism, the counter electromotive force of the BLDC motor and the encoder Z phase need to be matched. As a result, the robot manufacturing supplier matches the counter electromotive force of the aforementioned BLDC motor with the encoder Z phase. However, such a work may cause an increase in the cost of parts and materials. On the other hand, BLDC motor driving typically performs six-step driving through Hall sensor and vector control through current control. When the load is atypical and aperiodic like robot system, vector control is essential for fast response and efficiency. In order to perform such vector control, it is necessary to set the position of the encoder according to the hall sensor when the initial power is applied. In the case of supplying only a motor without performing the above-described positioning by the robot manufacturing supplier for various reasons, the developer measured the encoder phase through a direct experiment and directly input it to the controller. However, this method has a problem that takes too much time to initialize the motor for driving the robot.

따라서 본 발명의 목적은 구동 모터 초기화를 자동으로 수행할 수 있도록 지원하며, 또한 초기화를 보다 정밀하게 수행할 수 있도록 지원하는 로봇 구동용 모터 초기화 시스템 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a robot drive motor initialization system and method for supporting the initialization of the drive motor automatically and also to perform the initialization more precisely.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 로봇 구동용 모터, 엔코더, 역기전력 검출부, 모터 구동용 전력 증폭부, 모터 구동용 제어기의 구성을 포함한다. 상기 로봇 구동용 모터는 로봇 기구부 일측에 장착되어 공급되는 전력에 따라 모터 동작을 수행한다. 상기 엔코더는 상기 로봇 구동용 모터의 회전각 정보를 검출하고, 상기 역기전력 검출부는 상기 로봇 구동용 모터의 역기전력을 검출하며, 상기 모터 구동용 전력 증폭부는 상기 로봇 구동용 모터의 동작을 위한 전력을 증폭하여 로봇 구동용 모터에 제공한다. 그리고 상기 모터 구동용 제어기는 상기 엔코더로부터 엔코더 신호를 수신하고, 상기 역기전력 검출부로부터 역기전력 신호를 수신한 후 상기 엔코더의 옵셋 값 자동 조정을 통하여 역기전력과 엔코더 신호를 초기화하도록 제어한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a configuration of a robot driving motor, an encoder, a counter electromotive force detector, a motor driving power amplifier, a motor driving controller. The robot driving motor performs a motor operation according to the power supplied mounted on one side of the robot mechanism unit. The encoder detects rotation angle information of the robot driving motor, the counter electromotive force detecting unit detects back electromotive force of the robot driving motor, and the motor driving power amplifying unit amplifies the power for the operation of the robot driving motor. To the robot driving motor. The controller for driving the motor receives the encoder signal from the encoder, and after receiving the counter electromotive force signal from the counter electromotive force detector, controls the counter electromotive force and the encoder signal through automatic adjustment of the offset value of the encoder.

본 발명은 또한 로봇 구동용 모터를 임의적으로 구동하는 과정, 상기 로봇 구동용 모터의 임의적 동작에 따른 엔코더 신호 및 역기전력 신호를 수집하는 과정, 상기 수집된 엔코더 신호 및 역기전력 신호를 비교하고 엔코더 신호와 역기전력 신호가 기 설정된 기준에 따라 일치되도록 엔코더의 옵셋 값을 자동 조정하는 과정을 포함하는 로봇 구동용 모터 초기화 방법을 개시한다.The present invention also provides a method of arbitrarily driving a robot driving motor, a process of collecting an encoder signal and a counter electromotive force signal according to an arbitrary operation of the robot driving motor, comparing the collected encoder signal and a counter electromotive force signal, and comparing the encoder signal and the counter electromotive force. Disclosed is a method for initializing a robot driving motor including automatically adjusting an offset value of an encoder so that a signal is matched according to a preset criterion.

본 발명에 따르면, 본 발명의 로봇 구동용 모터 초기화 시스템 및 방법은 엔코더 상과 역기전력의 초기화를 위한 별도의 사용자 입력 수행 없이 필요한 신호를 자동으로 수집하여 정밀하고 간편하게 구동 모터의 초기화를 수행할 수 있다.According to the present invention, the robot drive motor initialization system and method of the present invention can perform the initialization of the drive motor precisely and simply by automatically collecting necessary signals without performing a separate user input for initialization of the encoder phase and the counter electromotive force. .

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors are appropriate to the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be interpreted as meanings and concepts in accordance with the technical spirit of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 구동용 모터 초기화 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a robot drive motor initialization system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 로봇 구동용 모터 초기화 시스템(100)은 엔코더(110), 로봇 구동용 모터(120), 역기전력 검출부(130), 모터 구동용 전력 증폭부(140) 및 모터 구동용 제어기(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the robot driving motor initialization system 100 of the present invention includes an encoder 110, a robot driving motor 120, a counter electromotive force detection unit 130, a motor driving power amplifier 140, and a motor. The driving controller 150 may be included.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 로봇 구동용 모터 초기화 시스템(100)은 엔코더(110)로부터 모터 엔코더 신호를 수신하고, 역기전력 검출부(130)로부터 역기전력 신호를 수신하여, 엔코더 인덱스(z) 상의 일정 지점을 역기전력 신호의 일정 지점 예를 들면 "0"점에 맞도록 엔코더 옵셋 값을 자동 조절함으로써 로봇 구동용 모터(120)의 초기화를 수행할 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.The robot drive motor initialization system 100 of the present invention having such a configuration receives a motor encoder signal from the encoder 110 and receives a counter electromotive force signal from the counter electromotive force detection unit 130, and thus, a predetermined point on the encoder index z. By initializing the encoder offset value to match a predetermined point of the counter electromotive force signal, for example, a "0" point, the robot driving motor 120 may be initialized. Hereinafter, each configuration will be described in more detail.

상기 엔코더(110)는 모터의 회전각 위치와 직성변위를 측정하는 디지털식 위치 센서이다. 이러한 엔코더(110)는 광학식 및 자기식 중 어느 하나의 형태로 구성될 수 있다. The encoder 110 is a digital position sensor for measuring the rotation angle position and the linear displacement of the motor. The encoder 110 may be configured in one of optical and magnetic forms.

광학식 엔코더는 기능면에서 인크리멘탈형(Incremental)형과 절대치형(Absolute)형으로 분류될 수 있다. 광학식 엔코더는 투광용 광원과 수광소자와 슬릿이 있는 회전 디스크의 3가지로 구성되어 있으며, 회전 디스크를 투광용 광원과 수광소자의 중간에 넣어서 회전시키면 회전각에 비례한 펄스 출력을 얻을 수 있다. 투광용 광원은 발광 다이오드(LED) 등으로 구성될 수 있으며, 광학식 엔코더는 회전 디스크를 통과한 광선을 똑바로 수광소자에 투사되도록 할 수 있다. LED로부터 투사된 광선(적외선 등)은 회전 디스크의 슬릿과 고정 슬릿 판의 슬릿을 통과하 여 수광소자에서 검출된다. 상기 인크리멘탈 엔코더(Incremental encoder)는 LED로부터 투사된 광선이 회전 디스크의 슬릿을 통과한 뒤 고정 슬릿 판의 A, B, Z에 해당하는 각각의 슬릿을 통과하여 A, B, Z의 수광소자에서 검출되는 식으로 위치를 센싱한다. 고정 슬릿판상의 A, B의 슬릿은 90ㅀ의 위상차를 갖도록 배치되어 있으며 파형이 정비된 전기적 신호와 출력된 신호 간에 90ㅀ의 위상차를 갖는 구형파로 된다. 인크리멘탈 엔코더는 구조가 간단하고 가격이 싸며, 출력 전선의 개수도 작아서 신호전달이 간단하다. 엔코더의 출력 펄스는 축의 회전위치를 절대치로 나타내지는 않고 축의 회전한 각도에 비례한 펄스수가 얻어지는 것이며, 절대치 표시를 수행하는 경우는 엔코더 출력 펄스를 카운터에 축적한 것으로 표시한다. 인크리멘탈 엔코더는 엔코더 자체에서 단지 펄스열을 발생하기 때문에 회전 속도를 검출하기 위한 아날로그 신호를 얻기 위해서는 엔코더의 출력펄스 수를 F/V Converter에서 펄스 주파수에 비례한 아날로그 신호로 변환하여야 한다. 절대치형 엔코더의 기본적인 구성은 인크리멘탈형과 동일하다. 회전 디스크의 슬릿은 2진 부호 열로 되어 있는데, 회전 디스크의 바깥 둘레를 최하위 비트로 하고 중심을 향하여 필요한 비트(행)수 만큼의 슬릿이 동심원상으로 배치되어 있다. 절대치형 엔코더는 명칭 그대로 입력측의 절대위치를 검출할 수 있기 때문에 신호 전송중의 노이즈에 의해 오차가 누적되지 않으며, 또 전원이 단절되어 재투입하는 경우에도 인크리멘탈형에서처럼 원래 위치를 잃어버리지 않고 정상적으로 올바른 현재치를 검출할 수가 있다. Optical encoders can be classified into incremental type and absolute type in terms of function. The optical encoder is composed of three types of light source for transmitting light, a rotating disk with a light receiving element and a slit. When the rotating disk is inserted between the light source for light transmitting and the light receiving element and rotated, a pulse output proportional to the rotation angle can be obtained. The light source for transmitting light may be composed of a light emitting diode (LED) or the like, and the optical encoder may allow the light beams passing through the rotating disk to be projected onto the light receiving device. Light rays (infrared rays, etc.) projected from the LEDs are detected by the light receiving element through the slits of the rotating disk and the slits of the fixed slit plate. The incremental encoder is a light receiving element of the A, B, Z by the light beam projected from the LED passes through the slit of the rotating disk and then passes through each slit corresponding to A, B, Z of the fixed slit plate The position is sensed in such a way that it is detected at. The slits of A and B on the fixed slit plate are arranged to have a phase difference of 90 Hz, and form a square wave having a phase difference of 90 Hz between the electric signal whose waveform is maintained and the output signal. Incremental encoders are simple in structure, low in cost, and have a small number of output wires, making signal transmission simple. The output pulse of the encoder does not represent the rotational position of the axis as an absolute value, but the number of pulses proportional to the rotational angle of the axis is obtained. In the case of performing the absolute value display, the encoder output pulses are stored as accumulated in the counter. Incremental encoders generate pulse trains only in the encoder itself, so in order to obtain an analog signal to detect the rotation speed, the number of output pulses of the encoder must be converted into an analog signal proportional to the pulse frequency in the F / V converter. The basic configuration of the absolute encoder is the same as the incremental type. The slits of the rotating disk have a binary coded sequence, with the outermost circumference of the rotating disk being the least significant bit and concentrically arranged as many slits as the number of required bits (rows) toward the center. Absolute encoder can detect the absolute position of the input side as its name, so that the error does not accumulate due to noise during signal transmission, and it does not lose its original position as in the incremental type even when the power is disconnected and re-supplied. The correct current value can be detected normally.

자기 엔코더는 미소 다극 착지된 자기 드럼과, 이 드럼에 근접하도록 설치된 자기 저항 소자로 구성되어 있다. 이러한 자기 엔코더의 형태는 자기 저항 소자를 자기 드럼의 바깥 둘레에 대항하도록 배치된 것과 자기 드럼의 측면에 자기 저항 소자를 대항하도록 배치된 것이 있다. 이러한 자기 엔코더는 먼지, 결빙 등의 영향을 잘 받지 않기 때문에 내환경성이 좋으며, 고분해능(1000∼3000 pulse/rev은 표준사양)을 가지고, 고응답성(200 ㎒ 정도까지는 출력 저하가 생기지 않음)이 있으며, 구조가 간단하다. 자기 엔코더는 자력을 응용한 엔코더이기 때문에 외부로부터 강력한 자계를 가하면 오동작을 한다. The magnetic encoder is composed of a magnetic multi-pole landed magnetic drum and a magnetoresistive element provided to approach the drum. This type of magnetic encoder is one that is arranged to oppose the magnetoresistive element against the outer periphery of the magnetic drum and one that is arranged to oppose the magnetoresistive element on the side of the magnetic drum. These magnetic encoders have good environmental resistance because they are not affected by dust, freezing, etc., and have high resolution (1000-3000 pulse / rev is a standard specification) and high response (no output drop until 200 MHz). It is simple in structure. Since magnetic encoder is an encoder that applies magnetic force, it malfunctions when a strong magnetic field is applied from the outside.

한편, 본 발명의 엔코더(110)는 레졸버로 대체될 수 있다. 레졸버(Resolver)는 회전각과 위치의 검출기이다. 엔코더(110)가 변위량을 디지털 양으로 변환하는 것에 비하여 레졸버는 아날로그 양으로 변환한다. 이러한 레졸버는 회전 트랜스를 사용한 브러시리스 레졸버 등이 있다. 레졸버는 스테이터(Stator), 로터(Rotor), 회전트랜스의 3요소로 구성되어 있고, 스테이터와 로터의 권선은 자속분포가 각도에 대하여 정현파가 되도록 분포되어 있다. 여자권선에 있는 스테이터 권선은 전기적으로 90ㅀ위상차가 나고 2상 구조로 되어 있으며, 출력 권선의 로터는 단권선이나 2상 권선이 용도에 따라 감겨져 있다. 레졸버는 구조가 모터의 구조와 유사하고 내환경성이 우수하다. Meanwhile, the encoder 110 of the present invention may be replaced with a resolver. The resolver is a detector of the rotation angle and position. The resolver converts the analog amount as compared to the encoder 110 converting the displacement amount to a digital amount. Such resolvers include brushless resolvers using a rotary transformer. The resolver is composed of three elements: a stator, a rotor, and a rotation transformer, and the windings of the stator and the rotor are distributed so that the magnetic flux distribution becomes a sine wave with respect to the angle. The stator windings in the excitation windings are 90-phase out of phase and have a two-phase structure. The rotor of the output winding is wound with single windings or two-phase windings depending on the application. The resolver is similar in structure to the motor and has excellent environmental resistance.

한편 본 발명의 엔코더(110)는 로봇 구동용 모터(120)에 장착될 수 있으며 또한 모터 구동용 제어기(150)에 연결되어 모터 구동용 제어기(150)에 모터 엔코더 신호를 전송한다. 엔코더(110)가 전달하는 신호는 A, B, Z 상 중 Z 상의 임펄스가 전달될 수 있다. 그리고 상기 엔코더(110)는 로봇 구동용 모터(120)의 회전자 위 치에 대응하는 카운트 값을 모터 구동용 제어기(150)에 전달할 수 있다.Meanwhile, the encoder 110 of the present invention may be mounted on the robot driving motor 120 and is connected to the motor driving controller 150 to transmit a motor encoder signal to the motor driving controller 150. The signal transmitted by the encoder 110 may transmit an impulse on Z of the A, B, and Z phases. In addition, the encoder 110 may transmit a count value corresponding to the rotor position of the robot driving motor 120 to the motor driving controller 150.

상기 로봇 구동용 모터(120)는 상기 엔코더(110)와 상기 역기전력 검출부(130) 사이에 배치된다. 이러한 로봇 구동용 모터(120)는 3상 BLDC 모터가 될 수 있다. BLDC 모터는 전술한 바와 같이 DC모터의 일종으로 브러시와 정류자 없이 회전자를 영구자석으로 하고 계자극이 3상 모터 구조의 권선으로 배치되어 있는 구조를 가진다. 이러한 BLDC 모터는 회전자의 위치를 엔코더(110)로 검출하고, 해당하는 계자코일에 흐르는 전류를 FET 등의 파워 소자로 단속하여 회전자석과 고정코일 간에 흡입 반발을 유도하여 회전하는 직류모터이다. BLDC 모터는 기본적인 구동회로의 센서 신호각 대 전류 단속시기의 시간(위상차)을 가변 하는 것만으로 속도와 토크를 간단하게 조절 할 수가 있고 기계적인 마찰로 마모가 되어 수명에 영향을 주는 정류자와 브러시를 사용하지 않으므로 그 수명이 반영구적으로 길고 소음이 적다. 한편 본 발명의 로봇 구동용 모터(120)는 엔코더 적용에 따라 서보 제어 모터가 적용될 수 도 있다. 이러한 상기 로봇 구동용 모터(120)는 로봇 기구부의 특정 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 로봇 구동용 모터(120)는 로봇 기구부의 관절 등에 배치될 수 있으며, 모터 구동용 제어기(150)가 생성한 제어 신호에 따라 모터 구동용 전력 증폭부(140)가 전달한 전력을 기반으로 일정한 모터 동작을 수행할 수 있다.The robot driving motor 120 is disposed between the encoder 110 and the back EMF detector 130. The robot driving motor 120 may be a three-phase BLDC motor. As described above, the BLDC motor is a kind of DC motor and has a structure in which a rotor is a permanent magnet without a brush and a commutator, and a field magnetic pole is arranged as a winding of a three-phase motor structure. The BLDC motor is a DC motor that detects the position of the rotor with the encoder 110 and intercepts a current flowing in the corresponding field coil with a power device such as a FET to induce suction repulsion between the rotating magnet and the fixed coil to rotate. BLDC motor can easily adjust speed and torque simply by varying sensor signal angle of basic driving circuit vs. time of current interruption period, and commutator and brush which are worn by mechanical friction affect the life. Since it is not used, its life is long and semi-permanently, and its noise is low. On the other hand, the robot drive motor 120 of the present invention may be applied to the servo control motor according to the encoder application. The robot driving motor 120 may be disposed at a specific position of the robot mechanism part. For example, the robot driving motor 120 may be disposed in a joint of a robot mechanism part, and the like, and transmits the power transmitted by the motor driving power amplifier 140 according to a control signal generated by the motor driving controller 150. Based on this, it is possible to perform a constant motor operation.

상기 역기전력 검출부(130)는 상기 로봇 구동용 모터(120)와 모터 구동용 전력 증폭부(140) 사이에 배치된다. 그리고 상기 역기전력 검출부(130)는 상기 로봇 구동용 모터(120)의 역기전력을 검출하고, 이를 모터 구동용 제어기(150)에 전달할 수 있다. 상기 로봇 구동용 모터(120)의 종류나 특징 등에 따라 상기 역기전력 검출부(130)가 검출하는 역기전력의 파형은 사인파형이나 사다리꼴 파형 등이 될 수 있다. 본 발명의 역기전력 검출부(130)는 상기 로봇 구동용 모터(120)가 3상 BLDC 모터 또는 서보 모터를 채용하는 경우 사인 파형에 대응하는 역기전력을 검출하는 것으로 설명하기로 한다.The back EMF detector 130 is disposed between the robot driving motor 120 and the motor driving power amplifier 140. The counter electromotive force detector 130 may detect the counter electromotive force of the robot driving motor 120, and transfer the counter electromotive force to the motor driving controller 150. The waveform of the counter electromotive force detected by the counter electromotive force detection unit 130 may be a sinusoidal waveform or a trapezoidal waveform according to the type or characteristic of the robot driving motor 120. The counter electromotive force detection unit 130 of the present invention will be described as detecting the counter electromotive force corresponding to a sine wave when the robot driving motor 120 employs a three-phase BLDC motor or a servo motor.

상기 모터 구동용 전력 증폭부(140)는 모터 구동용 제어기(150)로부터 전달되는 제어 신호에 따라 모터 구동을 위한 전력을 증폭한다. 그리고 증폭된 전력을 로봇 구동용 모터(120)에 전달할 수 있다. 도시된 도면은 로봇 구동용 모터(120)가 3상 BLDC 모터 적용을 예시한 것으로 이에 따라 모터 구동용 제어기(150)와 모터 구동용 전력 증폭부(140) 사이에 3개의 신호 라인이 도시된다. 이와 유사하게, 모터 구동용 전력 증폭부(140)와 로봇 구동용 모터(120) 사이에 3개의 신호 라인이 포함될 수 있다. The motor driving power amplifier 140 amplifies the power for driving the motor according to a control signal transmitted from the motor driving controller 150. The amplified power may be transferred to the robot driving motor 120. The illustrated figure illustrates the application of the three-phase BLDC motor by the robot driving motor 120. Accordingly, three signal lines are shown between the motor driving controller 150 and the motor driving power amplifier 140. Similarly, three signal lines may be included between the motor driving power amplifier 140 and the robot driving motor 120.

상기 모터 구동용 제어기(150)는 로봇 구동용 모터(120) 구동을 위해 필요한 제어 신호를 생성하고, 이를 모터 구동용 전력 증폭부(140)에 전달한다. 이러한 모터 구동용 제어기(150)는 상기 엔코더(110)로부터 모터 엔코더 신호를 수신하고, 상기 역기전력 검출부(130)로부터 역기전력 신호를 수신한 후 상기 엔코더(110)의 옵셋 값 자동 조절함으로써 역기전력과 엔코더 신호를 초기화하도록 제어한다. 이 과정에서 상기 모터 구동용 제어기(150)는 모터 엔코더 신호와 검출된 역기전력 신호를 기반으로 엔코더(110)의 옵셋 값을 계산할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 로봇 구동용 모터(120)를 로봇 기구부에 장착한 후 모터 구동용 제어기(150) 는 임의적으로 로봇 구동용 모터(120)를 회전시키도록 제어한다. 그러면 모터 구동용 제어기(150)는 역기전력 검출부(130)로부터 로봇 구동용 모터(120)의 역기전력을 획득할 수 있다. 이에 따라 상기 모터 구동용 제어기(150)는 엔코더(110)로부터 로봇 구동용 모터(120)의 위치 값과 역기전력 검출부(130)로부터 역기전력 신호를 인가받아 로봇 구동용 모터(120)의 엔코더 옵셋 값을 계산할 수 있다. 이를 위하여 상기 모터 구동용 제어기(150)는 도 2에 도시된 바와 같은 구성을 포함할 수 있다.The motor driving controller 150 generates a control signal necessary for driving the robot driving motor 120, and transfers the control signal to the motor driving power amplifier 140. The motor driving controller 150 receives a motor encoder signal from the encoder 110, receives a back EMF signal from the back EMF detector 130, and automatically adjusts the offset value of the encoder 110 by receiving the back EMF signal from the back EMF detector 130. Control to initialize. In this process, the motor driving controller 150 may calculate an offset value of the encoder 110 based on the motor encoder signal and the detected back EMF signal. In more detail, after the robot driving motor 120 is mounted on the robot mechanism, the motor driving controller 150 optionally controls the robot driving motor 120 to rotate. Then, the motor driving controller 150 may obtain the back electromotive force of the robot driving motor 120 from the back electromotive force detecting unit 130. Accordingly, the motor driving controller 150 receives the position value of the robot driving motor 120 from the encoder 110 and the back electromotive force signal from the back electromotive force detection unit 130 to adjust the encoder offset value of the robot driving motor 120. Can be calculated To this end, the motor driving controller 150 may include a configuration as shown in FIG. 2.

상기 도 2는 본 발명의 모터 구동용 제어기(150)의 구성을 기능별로 개략적으로 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram schematically showing the configuration of the controller 150 for driving the motor of the present invention by function.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 모터 구동용 제어기(150)는 모터 엔코더 신호 수집부(151), 역기전력 신호 수집부(153), 파형 생성부(155), 파형 비교 및 위치 조정부(157)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the motor driving controller 150 of the present invention includes a motor encoder signal collector 151, a counter electromotive force signal collector 153, a waveform generator 155, a waveform comparison and position adjuster 157. It may include.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 모터 구동용 제어기(150)는 사용자 제어에 따라 로봇 구동용 모터(120)를 초기화하고자 하는 경우, 엔코더(110)에 전원을 공급하도록 제어하고, 모터 엔코더 신호 수집부(151)를 이용하여 엔코더(110)로부터 Z 상에 대한 펄스 정보와 로봇 구동용 로봇 구동용 모터(120)의 회전자 위치에 대응하는 카운트 값을 수집한다. 한편 상기 모터 구동용 제어기(150)는 로봇 구동용 모터(120)에 대하여 임의적인 동작을 수행하도록 제어한다. 즉 모터 구동용 제어기(150)는 모터 구동용 전력 증폭부(140)에 제어 신호를 전달하여 로봇 구동용 모터(120) 구동을 위한 전력을 로봇 구동용 모터(120)에 전달한다. 이에 따라 로봇 구동용 모터(120)가 임의적인 동작을 수행하게 된다. 이때 상기 모터 구동용 제어 기(150)는 역기전력 검출부(130)를 활성화하도록 제어하고, 로봇 구동용 모터(120)의 동작에 의해 발생한 역기전력 신호를 역기전력 신호 수집부(153)를 이용하여 수집한다. 상기 모터 구동용 제어기(150)는 모터 엔코더 신호 및 역기전력 신호가 수집되면, 파형 생성부(155)를 이용하여 수신된 신호에 대응하는 파형들을 수치화 하도록 제어한다. 그리고 파형 비교 및 위치 조정부(157)를 이용하여 상기 모터 구동용 제어기(150)는 로봇 구동용 모터(120)의 엔코더 옵셋 값을 계산하고, 엔코더 옵셋 값 조정을 위한 신호를 엔코더(110)에 전달할 수 있다. 여기서 상기 파형 비교 및 위치 조정부(157)는 상기 역기전력 파형의 일정 위치 예를 들면 "0"점과 상기 엔코더의 Z상의 기 설정된 일정 지점, 또는 상기 역기전력의 "0"점과 상기 회전자 위치 카운트 값을 지시하는 그래프의 기 설정된 일정 지점을 비교하는 파형 비교부와, 상기 역기전력의 "0"점과 상기 엔코더의 Z상의 일정 지점 또는 상기 역기전력의 "0"점과 상기 회전자 위치 카운트 값의 일정 지점이 서로 일치되도록 상기 엔코더 옵셋 값을 자동 조정하는 위치 조정부를 포함할 수 있다. 상술한 설명에서 상기 모터 엔코더 신호 및 역기전력 신호들이 특정 파형으로 전달되는 경우 상기 파형 생성부(155)는 수집된 신호에 따른 별도의 파형을 생성하지 않고, 수신된 파형들을 비교하기 용이하도록 정렬하는 기능을 수행할 수 있다. 이렇게 정렬된 파형들은 이하에서 설명하는 그래프들 형태를 가지며 별도로 마련될 수 있는 표시부를 통하여 출력될 수 있다. 상기 파형에 대하여 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.The motor driving controller 150 of the present invention having such a configuration controls to supply power to the encoder 110 when the robot driving motor 120 is to be initialized according to user control, and the motor encoder signal collection unit. The pulse information about the Z phase and the count value corresponding to the rotor position of the robot driving motor 120 for driving the robot are collected from the encoder 110 using the 151. Meanwhile, the motor driving controller 150 controls to perform an arbitrary operation on the robot driving motor 120. That is, the motor driving controller 150 transmits a control signal to the motor driving power amplifying unit 140 to transfer power for driving the robot driving motor 120 to the robot driving motor 120. Accordingly, the robot driving motor 120 performs an arbitrary operation. At this time, the motor driving controller 150 controls to activate the counter electromotive force detecting unit 130 and collects the counter electromotive force signal generated by the operation of the robot driving motor 120 using the counter electromotive force signal collecting unit 153. When the motor encoder signal and the counter electromotive force signal are collected, the motor driving controller 150 controls to digitize waveforms corresponding to the received signal using the waveform generator 155. The motor driving controller 150 calculates an encoder offset value of the robot driving motor 120 and transmits a signal for adjusting the encoder offset value to the encoder 110 using the waveform comparison and position adjusting unit 157. Can be. Here, the waveform comparison and position adjusting unit 157 is a predetermined position of the counter electromotive force waveform, for example, a "0" point and a predetermined predetermined point on the Z phase of the encoder, or a "0" point of the counter electromotive force and the rotor position count value. A waveform comparator for comparing a predetermined point of a graph indicating a point; and a "0" point of the counter electromotive force and a predetermined point on Z of the encoder or a "0" point of the counter electromotive force and a predetermined point of the rotor position count value. It may include a position adjusting unit for automatically adjusting the encoder offset value to match each other. In the above description, when the motor encoder signal and the counter electromotive force signal are transmitted as a specific waveform, the waveform generator 155 does not generate a separate waveform according to the collected signal, and arranges the received waveforms so as to easily compare the received waveforms. Can be performed. The waveforms thus arranged may be output through a display unit having a form of graphs described below and separately provided. The waveform will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 구동용 모터(120)의 동작에 따라 검 출되는 파형들 및 엔코더(110) 조정에 따른 파형들을 나타낸 것이다.3 illustrates waveforms detected by the operation of the robot driving motor 120 and waveforms according to the encoder 110 adjustment according to an embodiment of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 로봇 구동용 모터(120)가 3상 BLDC 모터가 적용됨에 따라 역기전력 검출부(130)가 검출하고 역기전력 신호 수집부(153)가 수집한 신호는 301 그래프에서와 같이 사인 파형의 역기전력 신호가 될 수 있다. 한편 본 발명의 로봇 구동용 모터(120)가 모터 구동용 제어기(150)에 의하여 임의적인 동작을 수행하는 동안 엔코더(110)는 로봇 구동용 모터(120)의 회전자 위치를 검출하고, 이를 모터 구동용 제어기(150)의 모터 엔코더 신호 수집부(151)에 전달한다. 이에 따라 모터 구동용 제어기(150)는 303 그래프 및 305 그래프에서와 같은 엔코더(110)의 Z상 신호 및 회전 위치 카운트 값을 출력할 수 있다. Referring to FIG. 3, as the robot driving motor 120 of the present invention is applied to a three-phase BLDC motor, a signal collected by the back EMF detector 130 and collected by the back EMF signal collector 153 is shown in 301 graph. Likewise, it can be a back EMF signal with a sinusoidal waveform. Meanwhile, the encoder 110 detects the rotor position of the robot driving motor 120 while the robot driving motor 120 of the present invention performs an arbitrary operation by the motor driving controller 150. The motor controller transmits the signal to the motor encoder signal collector 151 of the controller 150. Accordingly, the motor driving controller 150 may output the Z phase signal and the rotation position count value of the encoder 110 as in the 303 graph and the 305 graph.

여기서 엔코더 Z 상이 로봇 구동용 모터(120) 동작에 따른 역기전력과 정확하게 일치되지 않았다고 가정하면, 로봇 구동용 모터(120)가 모터 구동용 제어기(150)에 의하여 임의적인 동작을 수행하는 경우, 회전자의 위치 카운트 값을 나타내는 305 그래프의 311 파형에서와 같이 역기전력의 "0"점과 회전자 위치 카운트의 일정 지점 값이 일치하지 않게 된다. 여기서 회전자의 위치 카운트 값은 엔코더(110)가 전달하는 회전자에 대응하는 카운트 값으로부터 도출될 수 있다. 이에 따라 모터 구동용 제어기(150)는 엔코더(110)의 옵셋 값을 자동을 조정하도록 제어할 수 있다. 모터 구동용 제어기(150)가 엔코더(110)의 옵셋 값을 자동으로 조정하는 동안 회전자 위치 카운트 값은 이동하여 305 그래프의 313 파형에서와 같이 역기전력의 "0"점과 회전자의 위치 카운트 값의 일정 지점 값이 변동될 수 있다. 상기 모터 구동용 제어기(150)는 상기 엔코더(110) 옵셋 값을 회전자 위치 카운트 의 일정 지점 값과 역기전력 일정 지점 예를 들면 그래프의 X축 값 "0" 점이 일치되도록 조정함으로써, 로봇 기구부에 장착된 로봇 구동용 모터(120)에 맞도록 엔코더(110)의 초기화를 수행할 수 있다.Here, it is assumed that the encoder Z phase does not exactly match the counter electromotive force according to the operation of the robot driving motor 120, when the robot driving motor 120 performs an arbitrary operation by the motor driving controller 150, the rotor As shown in the waveform 311 of the 305 graph indicating the position count value of, the "0" point of the counter electromotive force and the predetermined point value of the rotor position count do not coincide. Here, the position count value of the rotor may be derived from a count value corresponding to the rotor transmitted by the encoder 110. Accordingly, the motor driving controller 150 may control to automatically adjust the offset value of the encoder 110. While the motor driving controller 150 automatically adjusts the offset value of the encoder 110, the rotor position count value is shifted so that the "0" point of the counter electromotive force and the position count value of the rotor are as shown in the 313 waveform of the 305 graph. The point value of may change. The motor driving controller 150 adjusts the encoder 110 offset value so that a certain point value of the rotor position count and a counter electromotive force point, for example, the X-axis value "0" point of the graph coincide with each other, thereby mounting the robot mechanism. Initialization of the encoder 110 may be performed to fit the robot driving motor 120.

상술한 바와 같이 로봇 기구부에 장착된 로봇 구동용 모터(120)에 대응하는 엔코더(110)의 옵셋 값 자동 조정이 완료되면, 추후 로봇 구동용 모터(120)를 동작하더라도 도 4에 도시된 바와 같이 역기전력 신호 파형과, 회전자 위치 카운트 값이 일치된 파형들을 검출할 수 있다. As described above, when the automatic adjustment of the offset value of the encoder 110 corresponding to the robot driving motor 120 mounted on the robot mechanism is completed, the robot driving motor 120 is operated later, as shown in FIG. 4. The counter electromotive force signal waveform and the waveform in which the rotor position count value is matched may be detected.

한편 상술한 로봇 구동용 모터의 초기화 시스템(100)은 별도의 표시부 구성에 대하여 상세히 언급하지 않았으나, 본 발명의 로봇 구동용 모터의 초기화 시스템(100)은 표시부를 더 포함할 수 도 있다. 그러면 모터 구동용 제어기(150)는 로봇 구동용 모터(120)가 임의적으로 동작하게 되는 동안 역기전력 검출부(130)가 검출한 역기전력 신호에 대응하는 301 그래프와 같은 신호 파형을 표시부를 통하여 출력할 수 있다. 또한 상기 모터 구동용 제어기(150)는 로봇 구동용 모터(120)의 임의적인 동작에 따라 엔코더(110)가 검출하여 전달하는 모터 엔코더 신호로부터 Z 상 펄스에 대응하는 303 그래프와 로봇 구동용 모터(120)의 회전자 위치 카운트 값을 지시하는 305 그래프를 표시부를 통하여 출력할 수 있다. 이에 따라 로봇 구동용 모터(120) 초기화를 담당하는 사용자는 엔코더(110)의 옵셋 값이 어떻게 조정되는지를 쉽게 파악할 수 있게 된다. 그리고 모터 구동용 제어기(150)가 엔코더(110) 옵셋 값을 조정하여 도 4에 도시된 바와 같은 역기전력 신호 파형, 엔코더 Z상 펄스 파형 및 회전자 위치 카운트 값에 대응하는 파형을 출력하게 되면, 사용 자는 엔코더(110) 옵셋 조정이 완료된 것으로 판단할 수 있다.Meanwhile, although the above-described initialization system 100 of the robot driving motor has not been described in detail with respect to a separate display unit configuration, the initialization system 100 of the robot driving motor of the present invention may further include a display unit. Then, the motor driving controller 150 may output a signal waveform, such as a 301 graph corresponding to the back EMF signal detected by the back EMF detector 130, while the robot driving motor 120 operates arbitrarily, through the display. . In addition, the motor driving controller 150 is a 303 graph corresponding to the Z-phase pulse from the motor encoder signal detected and transmitted by the encoder 110 according to an arbitrary operation of the robot driving motor 120 and the robot driving motor ( A 305 graph indicating the rotor position count value of 120 may be output through the display unit. Accordingly, a user in charge of initializing the robot driving motor 120 may easily grasp how the offset value of the encoder 110 is adjusted. When the motor driving controller 150 adjusts the encoder 110 offset value and outputs a waveform corresponding to the counter electromotive force signal waveform, the encoder Z-phase pulse waveform, and the rotor position count value as shown in FIG. The user may determine that the encoder 110 offset adjustment is completed.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 구동용 모터 초기화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a robot driving motor initialization method according to an embodiment of the present invention.

상기 도 1 내지 도 5를 참조하면, 먼저 모터 구동용 제어기(150)는 501 단계에서 모터 구동용 전력 증폭부(140)를 제어하여 로봇 구동용 모터(120)를 임의적으로 구동하도록 제어한다. 이를 위하여 상기 모터 구동용 제어기(150)는 기 설정된 스케줄 또는 디폴트로 설정된 전력 공급 제어신호를 모터 구동용 전력 증폭부(140)에 전달할 수 있다. 그러면 로봇 구동용 모터(120)는 모터 구동용 전력 증폭부(140)가 전달한 전력을 기반으로 모터 구동을 수행할 수 있다. 이 과정에서 상기 모터 구동용 제어기(150)는 엔코더(110) 및 역기전력 검출부(130)를 활성화하도록 제어할 수 있다.1 to 5, first, the motor driving controller 150 controls the motor driving power amplifier 140 to arbitrarily drive the robot driving motor 120 in step 501. To this end, the motor driving controller 150 may transmit a power supply control signal set to a preset schedule or default to the motor driving power amplifier 140. Then, the robot driving motor 120 may perform the motor driving based on the power transmitted from the motor driving power amplifier 140. In this process, the motor driving controller 150 may control to activate the encoder 110 and the counter electromotive force detection unit 130.

그러면 모터 구동용 제어기(150)는 503 단계에서 엔코더(110)로부터 모터 엔코더 신호를 수집할 수 있으며 또한 역기전력 검출부(130)로부터 로봇 구동용 모터(120) 구동에 따른 역기전력 신호를 수신할 수 있다. 여기서 상기 엔코더 신호는 엔코더(110)의 Z상 펄스 신호와 로봇 구동용 모터(120)의 회전자 위치에 대응하는 엔코더 카운트 값을 포함할 수 있다.Then, the motor driving controller 150 may collect the motor encoder signal from the encoder 110 in step 503 and may also receive the back EMF signal according to the driving of the robot driving motor 120 from the back EMF detector 130. Here, the encoder signal may include an Z count pulse signal of the encoder 110 and an encoder count value corresponding to the rotor position of the robot driving motor 120.

다음으로 모터 구동용 제어기(150)는 505 단계에서 엔코더 신호와 역기전력 신호가 기 설정된 기준에 따라 일치하는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서 일치 여부 확인 과정은 엔코더 신호 중 엔코더 Z상 펄스의 일정 위치와 상기 역기전력 신호에 대응하는 파형의 일정 위치가 일치하는지 여부를 확인하는 과정일 수 있다. 일정 위치는 편의상 엔코더 Z 상 펄스의 X축 일정 지점과 상기 역기전력 신호가 "0"점이 되는 X축 일정 지점이 될 수 있다. 또한 상기 일치 여부 확인 과정은 엔코더 신호 중 회전자 위치 카운트 값의 일정 지점과 역기전력 신호의 일정 지점이 일치하는지 여부를 확인하는 과정일 수 있다. 즉 일치 여부 확인 과정은 회전자 위치 카운트 값을 나타내는 그래프의 X축 일정 지점과 역기전력 신호 파형 그래프에서 "0"점이 되는 X축 일정 지점과의 일치 여부를 확인하는 과정이 될 수 있다. 여기서 로봇 구동용 모터(120)의 동작에 따라 역기전력이 발생하는 시점과 엔코더(110)가 위치를 검출하는 시점에 차이가 있을 수 있음으로 적용해야 하는 오차 허용 범위가 존재할 수 도 있다.In operation 505, the motor driving controller 150 may determine whether the encoder signal and the counter electromotive force signal match each other according to a preset criterion. In this case, the checking of the match may be a process of checking whether the predetermined position of the encoder Z-phase pulse and the predetermined position of the waveform corresponding to the counter electromotive force signal coincide with each other. The predetermined position may be, for convenience, an X-axis constant point of the encoder Z-phase pulse and an X-axis constant point at which the counter electromotive force signal is "0". In addition, the checking whether or not the matching may be a process of checking whether a predetermined point of the rotor position count value and a predetermined point of the counter electromotive force signal of the encoder signal match. That is, the matching process may be a process of checking whether or not the X-axis constant point of the graph indicating the rotor position count value and the X-axis constant point which is a "0" point in the counter electromotive force signal waveform graph. Here, there may be an error tolerance range to be applied because there may be a difference between the time when the counter electromotive force is generated and the time when the encoder 110 detects the position according to the operation of the robot driving motor 120.

한편 505 단계에서 엔코더 신호와 역기전력 신호가 기 설정된 기준에 따라 서로 일치하지 않는 경우, 상기 모터 구동용 제어기(150)는 상기 수집된 엔코더 신호 및 역기전력 신호를 비교하고 엔코더 신호와 역기전력 신호가 기 설정된 기준에 따라 일치되도록 엔코더(110)의 옵셋 값을 자동 조정하도록 제어한다. 상기 모터 구동용 제어기(150)는 상술한 과정을 수행하면서 엔코더(110)의 옵셋 값 조정을 완료할 수 있다.If the encoder signal and the counter electromotive force signal do not coincide with each other according to the preset reference in operation 505, the motor driving controller 150 compares the collected encoder signal and the counter electromotive force signal and sets the encoder signal and the counter electromotive force signal to the preset reference. Control to automatically adjust the offset value of the encoder 110 to match. The motor driving controller 150 may complete the adjustment of the offset value of the encoder 110 while performing the above-described process.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 구동용 모터 초기화 시스템(100)은 로봇 구동용 모터(120)의 엔코더 신호와 역기전력 신호를 상호 비교하고, 역기전력 신호의 "0"점과 회전자의 위치 카운트의 일정 값을 일치시키도록 엔코더 옵셋 값을 자동으로 조정하여, 역기전력과 엔코더의 Z 상을 일치시킴으로서 별도의 정보 입력 등의 수행 없이 로봇 구동용 모터(120)를 빠르고 정확하게 초기화할 수 있다.As described above, the robot driving motor initialization system 100 according to the exemplary embodiment of the present invention compares the encoder signal and the counter electromotive force signal of the robot driving motor 120 to each other, and the "0" point of the counter electromotive force signal and the rotor By automatically adjusting the encoder offset value to match a certain value of the position count of, by matching the counter electromotive force and the Z phase of the encoder, the robot driving motor 120 can be initialized quickly and accurately without performing any information input. .

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples for clarity and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 구동용 모터 초기화 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a robot driving motor initialization system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 모터 구동용 제어기의 구성을 보다 상세히 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing in more detail the configuration of a controller for driving a motor according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 엔코더 옵셋 값 자동 조정에 따라 검출된 회전자 위치 카운트 값 변화를 나타낸 그래프이다.3 is a graph illustrating a change in the rotor position count value detected by automatic adjustment of an encoder offset value according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 엔코더 옵셋 값 조정이 완료된 후 검출되는 로봇 구동용 모터의 역기전력 및 엔코더 신호 파형을 나타낸 그래프이다.4 is a graph illustrating a counter electromotive force and encoder signal waveform of a robot driving motor detected after completion of adjustment of an encoder offset value according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 구동용 모터 초기화 방법을 설명하기 위한 순서도.5 is a flowchart illustrating a robot driving motor initialization method according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the Related Art [0002]

100 : 로봇 구동용 모터 초기화 시스템100: Motor initialization system for robot drive

110 : 엔코더110: encoder

120 : 로봇 구동용 모터120: robot driving motor

130 : 역기전력 검출부130: back EMF detector

140 : 모터 구동용 전력 증폭부140: power amplifier for driving the motor

150 : 모터 구동용 제어기150: motor drive controller

Claims

A robot driving motor that can be mounted on one side of the robot mechanism part;

An encoder for detecting rotation angle information of the robot driving motor;

A back EMF detector for detecting back EMF of the robot driving motor;

A motor driving power amplifier configured to amplify and provide power for the operation of the robot driving motor;

A motor driving controller configured to receive an encoder signal from the encoder and to initialize a counter electromotive force and an encoder signal by automatically adjusting an offset value of the encoder after receiving a counter electromotive force signal from the counter electromotive force detection unit;

Robot initialization motor initialization system comprising a.

The method of claim 1

The motor driving controller

A motor encoder signal collector configured to collect an encoder Z-phase signal generated by the encoder according to an arbitrary operation of the robot driving motor and an encoder count corresponding to the rotor position count of the robot driving motor;

A counter electromotive force signal collecting unit configured to collect back electromotive force of the robot driving motor generated when the robot driving motor is arbitrarily operated;

A waveform generator for arranging waveforms corresponding to the motor encoder signal and the counter electromotive force signal;

A waveform comparison and position adjusting unit for comparing the aligned waveforms and adjusting an offset value of the encoder;

Robot initializing motor initialization system comprising a.

The method of claim 2

A display unit configured to output at least one of a waveform corresponding to the counter electromotive force signal, the encoder Z-phase signal waveform, and a waveform corresponding to a rotation position count value corresponding to the encoder count;

Robot drive motor initialization system characterized in that it further comprises.

The method of claim 2

The waveform comparison and position adjustment unit

A waveform comparison unit comparing a zero point of the counter electromotive force and a predetermined point on Z of the encoder or a constant point of the zero point of the counter electromotive force and the rotor position count value;

A position adjuster for automatically adjusting the encoder offset value such that a "0" point of the counter electromotive force and a predetermined point on Z of the encoder or a "0" point of the counter electromotive force and a predetermined point of the rotor position count value coincide with each other;

Robot initializing motor initialization system comprising a.

Arbitrarily driving a robot driving motor;

Collecting an encoder signal and a counter electromotive force signal according to an arbitrary operation of the robot driving motor;

Comparing the collected encoder signal and the counter electromotive force signal and automatically adjusting an offset value of the encoder such that the encoder signal and the counter electromotive force signal match according to a preset criterion;

Robot drive motor initialization method comprising a.

The method of claim 5

In the collecting process, the encoder signal collection process

Collecting a Z-phase pulse signal of the encoder signal;

Collecting an encoder count signal corresponding to a rotor position count of the robot driving motor;

Robot drive motor initialization method comprising a.

The method of claim 6

The process of automatically adjusting the encoder offset value

Matching a point "0" of the signal waveform of the counter electromotive force with a predetermined point of the Z phase pulse of the encoder;

Matching a "0" point of the signal waveform of the counter electromotive force with a predetermined point of the rotor position count value;

Robot initializing method for driving a robot, characterized in that it comprises at least one process.

The method of claim 6

Outputting a waveform corresponding to the counter electromotive force signal;

Outputting the encoder Z-phase signal waveform;

Outputting a waveform corresponding to a rotation position count value corresponding to the encoder count;

The robot drive motor initialization method further comprising at least one process.