KR20170073351A

KR20170073351A - 모터 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170073351A
Application number: KR1020150182153A
Authority: KR
Inventors: 신호철; 김창회; 서용칠; 박종원; 최병선; 문제권
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2017-06-28
Also published as: JP2018537936A; US10414045B2; CN109874392B; KR102021461B1; CN109874392A; US20180264645A1; WO2017104952A1; JP6578061B2

Abstract

본 기술은 모터 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 구체적인 예에 따르면, 모터의 입력축에 저해상도 절대위치 검출기를 마련하고 출력축에 해상도가 감속비 보다 크거나 같은 저해상도 절대위치 검출기를 마련함에 따라, 엑츄에이터 제작 시 출력축 절대 위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하고, 모터가 구동되어 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 입력축 절대위치로 옵셋을 정의하고 정의된 옵셋을 모터의 구동 없이 상기 초기 옵셋, 입력측 절대위치, 및 감속비로 정해진 관계식으로부터 도출하며, 이 후 소정 시간 주기로 수신되는 입력축 절대위치, 도출된 옵셋, 출력축 절대위치, 및 감속비에 의해 설정된 관계식으로부터 고해상도 출력축 절대 위치를 도출함에 따라 엑츄에이터의 수정 및 추가 없이 저가의 절대위치 검출기를 이용하여 고해상도의 출력축 절대 위치를 용이하게 검출할 수 있다.

Description

모터 제어 장치 및 방법{MOTOR CONTROLLING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 모터 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 저해상도의 출력축 절대 위치를 이용하여 고 해상도의 출력축 절대 위치를 도출할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

산업용 로봇에서부터 휴머노이드 로봇에 이르기까지 다양한 분야에서 사용되는 로봇에는 관절의 회전력을 증대하기 위하여 감속기능을 갖는 엑츄에이터를 사용하고 있다.

특히, 최근 급격히 발전하고 있는 로봇공학 기술은 기존에 산업용으로만 활용되던 로봇공학 메커니즘들이 타 사업 분야까지 접목되어 기술의 융복합이 진행되고 있는데, 이를테면 가정용 청소로봇, 프로그래밍 교육용 로봇, 완구용 로봇, 엔터테이먼트용 로봇 등의 개발과 생산을 들 수 있다.

이러한 회전축 토크를 증대하기 위하여 감속기를 모터에 부착하여 사용하는 많은 로봇에서, 모터의 회전 각도를 검출하기 위한 엔코더나 레졸버 같은 회전 각도 검출기를 이용한다.

이러한 로봇 관절에 절대위치를 제공하는 엔코더를 부가하거나 절대위치를 취득할 수 있는 수단을 사용하면 관절, 즉 감속기 출력축의 절대위치 제어가 가능해진다.

이러한 출력축의 절대위치 측정은, 모터의 입력축에 상대 위치검출기를 사용하여 구동을 시작할 때 마다 홈밍 과정을 수행하거나, 입력축에 상태 검출기를 사용하여 절대 위치를 저장하거나, 입력축에 다회전 절대위치 검출기를 이용하거나, 입력축과 출력축에 상대위치 검출기를 두어 두 검출기의 위치값을 비교하여 절대 위치를 검출하거나, 출력축에 절대 위치 검출기를 두어 출력축의 절대위치를 도출하는 등의 다양한 방법이 사용된다.

그러나, 입력축에 상대위치 검출기를 사용하는 경우 구동 시작 시 홈밍 과정을 실행하여야 하는 번거로움이 존재하고, 홈밍 과정의 실행 중 안전상의 문제가 발생될 염려가 있는 경우 홈밍 과정을 바로 수행할 수 없다.

또한 다회전 절대 위치 검출기를 사용하는 경우 고가의 부품으로 비용 상승이 초래되고, 감속비가 절대위치 검출기의 가능 회전 수보다 큰 경우 다회전 절대 위치 검출기를 사용할 수 없으며, 배터리를 사용하여 절대위치를 저장하는 경우 배터리 교체 시 초기 절대 위치값 설정 및 절대 위치값을 보정하여야 하였다.

한편, 입력축과 출력축 각각에 상대위치 검출기를 사용하여 절대 위치값을 도출하는 경우, 입력축 및 출력축 각각의 상대 위치 검출기들이 Z상 출력을 발생시킬 수 있어야 하며 감속비가 정수이며 감속비와 출력축의 위치 검출기의 해상도가 서로소이여야 하며, 입력축 상대 위치 검출기가 출력축 상대 위치 검출기의 해상도 보다 높아야 한다는 조건을 만족하여야만 절대 위치의 도출이 가능하다.

그리고 출력축에 고해상도의 절대 위치 검출기를 사용하는 경우 고가의 부품으로 비용 상승이 초래할 뿐만 아니라 크기가 커지는 단점이 있으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 출력축에 저해상도의 절대 위치 검출기를 사용하는 경우 모터의 초기 위치의 정확도가 출력축 위치 검출기의 해상도만큼 저하되는 단점이 있었다.

이에 본 발명에서는 입력축과 출력축 각각에 저해상도 절대 위치 검출기를 마련하고 검출된 각각의 절대 위치값, 기 정해진 옵셋 및 감속비를 토대로 정해진 관계식으로부터 고해상도 출력축 절대 위치값을 도출할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.

따라서, 본 발명은 상기의 단점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 모터의 입력축에 저해상도 절대위치 검출기를 마련하고 출력축에 해상도가 감속비 보다 크거나 같은 저해상도 절대위치 검출기를 마련함에 따라, 엑츄에이터 제작 시 출력축 절대 위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하고, 모터가 구동되어 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 입력축 절대위치로 옵셋을 정의하고 정의된 옵셋을 모터의 구동 없이 상기 초기 옵셋, 입력측 절대위치, 및 감속비로 기 정해진 관계식으로부터 도출하며, 이 후 소정 시간 주기로 수신되는 입력축 절대위치, 도출된 옵셋, 출력축 절대위치, 및 감속비에 의해 설정된 관계식으로부터 고해상도 출력축 절대 위치를 도출함에 따라 엑츄에이터의 수정 및 추가 없이 저가의 절대위치 검출기를 이용하여 고해상도의 출력축 절대 위치를 용이하게 검출할 수 있는 모터 제어 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터 제어 장치는,

모터의 입력축에 마련된 저해상도의 입력축 절대위치 검출기와,

상기 모터의 출력축에 마련된 감속기와,

상기 감속기의 출력축에 마련되고 해상도가 상기 감속기의 감속비보다 크거나 같은 저해상도의 출력축 절대위치 검출기와,

상기 입력축 절대위치와 출력축 절대위치, 및 감속기의 감속비를 토대로 모터의 고해상도의 출력축 절대 위치를 도출하는 모터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 모터 제어부는,

출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하고, 모터의 구동 시 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 입력축 절대위치를 옵셋으로 정의하며, 정의된 옵셋을 상기 초기 옵셋 및 입력축 절대위치 및 감속비로 정해진 관계식으로 연산하는 옵셋 연산 모듈과,

상기 옵셋 및 입력축 절대위치 및 감속비를 토대로 설정된 관계식을 토대로 입력축 연산값을 도출하는 입력축 연산 모듈과,

출력축 절대위치 검출기의 출력축 절대 위치를 토대로 출력축 연산값을 도출하는 출력축 연산 모듈과.

도출된 입력축 연산값과 출력축 연산값을 가산하여 고해상도 출력축 절대 위치를 도출하는 고해상도 출력축 절대위치 도출모듈을 포함할 수 있다.

바람직하게 상기 입력축 절대위치 검출기는

입력축 증분형 위치 검출기이고, 출력축 절대위치 검출기는 저해상도의 출력축 절대위치 검출기일 수 있고, 초기 옵셋은 0으로 설정될 수 있다.

한편 전술한 장치를 기반으로 하는 본 발명의 모터 제어 방법은,

출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기 옵셋으로 설정하고, 모터의 구동 시 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 입력축 절대 위치를 옵셋으로 정의하여 상기 정의된 옵셋을 상기 초기 옵셋 및 입력축 절대위치 및 감속비에 대한 관계식으로 옵셋을 도출하는 옵셋 연산 단계와,

연산된 옵셋 및 입력축 절대위치 및 감속비를 토대로 기 설정된 관계식은 토대로 입력축 연산값을 도출하는 입력축 연산 단계와,

출력축 절대위치 검출기의 출력축 절대 위치를 각도로 변환하여 출력축 연산값을 도출하는 출력축 연산 단계와,

도출된 입력축 연산값과 출력축 연산값을 가산하여 고해상도 출력축 절대 위치를 도출하는 고해상도 출력축 절대위치 도출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터 제어 장치 및 방법에 의하면, 모터의 입력축에 저해상도 절대위치 검출기를 마련하고, 출력축에 해상도가 감속비 보다 크거나 같은 저해상도 절대위치 검출기를 마련함에 따라, 출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기 옵셋으로 설정하고, 모터가 구동되어 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 수신되는 입력축 절대위치를 기준 옵셋으로 정의하여 모터의 구동 없이 정의된 옵셋을 초기 옵셋 및 입력축 절대위치 및 감속비에 대한 관계식으로 옵셋을 도출하고, 이 후 소정 시간 주기로 수신되는 입력축 절대위치, 옵셋, 출력축 절대위치, 및 감속비에 의해 설정된 관계식으로부터 고해상도 출력축 절대 위치를 도출함에 따라 모터의 구동 없이 도출된 옵셋으로 출력측 절대 위치를 도출할 수 있고, 모터를 구동하기 위한 엑츄에이터의 제작 비용을 절감할 수 있으며, 엑츄에이터의 변경 및 추가 없이 용이하게 고해상도의 출력축 절대 위치를 얻을 수 있으므로 도출된 출력축 절대 위치에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치가 적용되는 엑츄에이터의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치의 모터 제어부의 세부적인 구성을 보인 도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모터 제어 과정을 보인 흐름도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 발명의 실시 예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치가 적용되는 엑츄에이터의 구성을 보인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치의 모터 제어부의 세부적인 구성을 보인 도이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치는, 모터의 입력축에 저해상도 절대위치 검출기를 마련하고 출력축에 해상도가 감속비 보다 크거나 같은 저해상도 절대위치 검출기를 마련함에 따라, 출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기 옵셋으로 설정하고, 모터가 구동되어 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 수신되는 입력축 절대위치를 옵셋으로 정의하며 정의된 옵셋을 모터의 구동 없이 초기 옵셋 및 입력축 절대위치 및 감속비에 대한 관계식으로 도출하고, 이 후 소정 시간 주기로 수신되는 입력축 절대위치, 옵셋, 출력축 절대위치, 및 감속비에 의해 설정된 관계식으로부터 고해상도 출력축 절대 위치를 도출하도록 구비되며, 이러한 모터 제어 장치가 적용되는 엑츄에이터(S)는, 모터(10), 감속기(20), 입력축 절대위치 검출기(30), 출력축 절대위치 검출기(40), 및 모터 제어부(50)를 포함한다.

엑츄에이터(S)는 모터(10)와, 모터(10)의 구동축에 연결되어 정수의 감속비를 가지는 감속기(20)를 포함하고, 상기 모터(10)의 입력축에 연결되는 입력축 절대위치 검출기(30)와, 감속기(20)의 출력축에 연결되는 출력축 절대위치 검출기(40)를 더 포함할 수도 있으며, 각각의 입력축 절대위치 검출기(30)및 출력축 절대위치 검출기(40)는 저가의 저해상도로 구비된다.

여기서, 입력축 절대위치 검출기(30)은 모터(10)의 A상, B상, 및 Z상을 가지는 증분형 위치 검출기로 구비될 수도 있다.

그리고, 엑츄에이터(S)는 모터(10)와 상기 입력축 절대위치 검출기(30) 및 출력축 절대위치 검출기(40)와 전기적으로 연결되는 모터 제어부(50)를 포함한다.

모터 제어부(50)는, 출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치로 설정되는 초기옵셋, 모터(10)를 구동하여 출력축 절대위치 값이 변동되는 시점에서 수신되는 입력축 절대위치를 옵셋으로 정의하고 모터의 구동 없이 정의된 옵셋을 초기 옵셋, 입력측 절대위치, 및 감속비를 토대로 정해진 관계식으로 옵셋을 도출하며, 도출된 옵셋, 입력축 절대위치 검출기(30) 및 출력축 절대위치 검출기(40)로부터 공급되는 각각의 절대 위치값과, 감속기(20)의 감속비를 토대로 설정된 관계식으로부터 출력축 절대위치 값을 도출하도록 구비될 수 있다.

이에 따라 모터 제어부(50)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터(10) 구동에 의해 출력축 절대위치값이 변동되는 시점의 입력축 절대위치 값을 기준 옵셋으로 정의하여 초기 옵셋, 입력측 절대위치, 및 감속비로 정해진 관계식으로 정의된 옵셋을 도출하는 옵셋 연산 모듈(51)과, 입력축 절대위치 검출기(30)의 입력축 절대위치값(pos_i)에서 옵셋을 감산한 후 각도로 변환하여 감산값((pos_i-옵셋)*360/Ni)를 도출하고 도출된 감산값을 감속비(R)로 나눈 입력축 연산값 (((pos_i-옵셋)*360/Ni)/R)을 도출하는 입력축 연산모듈(52)과, 출력축 절대 위치값(pos_o)를 각도로 변환하여 출력축 연산값((pos_o)*360/No)를 도출하는 출력축 연산 모듈(53)과, 입력축 연산 모듈(52)의 입력축 연산값과 출력축 연산 모듈(53)의 출력축 연산값을 가산하여 고해상도의 출력축 절대 위치(Ho)를 도출하는 고해상도 출력축 절대 위치 도출 모듈(54)을 포함할 수 있다.

즉, 상기 고해상도의 출력축 절대 위치(Ho)는 다음 식 1으로 나타낸다.

Ho= pos_o*360/No+((pos_i-옵셋)*360/Ni)/R … 식 1

만일 pos_i-옵셋<0 이면 식 1을 다음 식 2로 나타낸다.

Ho= pos_o*360/No+((pos_i-옵셋+Ni)*360/Ni)/R … 식2

여기서, Ni, No 는 모터(10)의 입력축과 출력축의 회전 당에 대한 입력축 절대위치 검출기(30)와 출력축 절대위치 검출기(40)에서 출력되는 신호를 정수화 한 값이며, 본 발명에서의 해상도를 말한다. 즉, 입력축 절대위치 검출기(30) 또는 출력축 절대위치 검출기(40) 각각에서 정수화 한 해상도(Ni, No)가 기 정해진 판단 기준치 이하인 경우 저해상도로 정한다. 이러한 해상도에 따라 모터(10)에 대한 정밀 제어가 가능하다.

여기서, 모터(10)의 입력축에 절대위치 검출기(30)가 마련된 경우 출력축 절대 위치가 0인 시점에서의 초기 옵셋(Off_0)으로부터 변동하는 출력축 절대 위치에서의 옵셋(Off)은 다음 식 3를 만족한다.

Off=[(Off_0)+Ni*(1-R)*pos_o]%Ni … 식 3

여기서, [x]는 x를 넘지 않는 최대 정수를 나타낸다. 식 3으로부터 출력축 절대 위치 검출기(40)의 출력축 절대 위치값은 해상도(No)와 감속비(R)이 동일한 경우 변동하는 출력축 절대 위치에서의 옵셋(Off)는 출력축 절대 위치가 0인 시점에서의 옵셋(Off_0)으로 일정하다.

한편, 모터(10)의 입력축에 증분형 위치 검출기를 마련하고 출력축에 저해상도 절대위치 검출기를 설치하는 경우, 출력축 절대위치가 0인 시점에서의 초기옵셋(Off_0)는 0으로 설정하고, 출력축의 절대위치 검출기가 변하는 시점까지 모터(10)를 구동하여 얻어진 출력축 절대위치(pos_o)와 상기 식 3을 이용하여 오프셋(Off)을 정하며, 동일한 값으로 입력축 증분형 위치 검출기의 위치 값을 정하면, 정해진 오프셋(Off)에 의거 상기 식 1을 이용하여 고해상도의 출력축 절대 위치(Ho)가 도출된다.

이에 따라, 모터의 입력축과 출력축 각각에 저해상도 절대 위치 검출기를 마련함에 따라, 출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하고, 모터가 구동되어 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 수신되는 입력축 절대위치를 옵셋으로 설정하고 이 후 소정 시간 주기로 수신되는 입력축 절대위치, 옵셋, 출력축 절대위치, 및 감속비에 의해 설정된 관계식으로부터 고해상도 출력축 절대 위치를 도출함에 따라 모터를 구동하기 위한 엑츄에이터의 제작 비용을 절감할 수 있고, 엑츄에이터의 변경 및 추가 없이 용이하게 고해상도의 출력축 절대 위치를 얻을 수 있으므로 도출된 출력축 절대 위치에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

모터의 입력축과 출력축 각각에 저해상도 절대위치 검출기를 마련하고 각각의 절대 위치값, 감속비 및 기 정해진 옵셋을 토대로 설정된 관계식을 토대로 고해상도 출력축 절대위치를 도출하는 일련의 과정을 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 모터 제어부(50)의 동작 과정을 보인 흐름도로서, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 모터제어 과정을 설명한다.

우선, 모터 제어부(50)은 출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하고, 모터(10)가 구동되어 저해상도의 출력축 절대위치 검출기가 변동되는 시점에서의 입력축 절대위치를 옵셋으로 정의하여 정의된 옵셋을 상기 초기 옵셋, 입력측 절대위치, 및 감속비로 정의된 관계식으로부터 도출하고, 이 후 입력축 절대 위치에서 옵셋을 감산한 후 각도로 변환한다(단계 101, 103, 105, 107).

그리고 모터 제어부(50)는 각도로 변환된 감산값를 감속기의 감속비와 나누어 입력축 연산값을 도출한다(단계 109).

한편, 모터 제어부(50)는 출력축 절대위치 검출기의 출력축 절대 위치를 각도로 변환하여 출력축 연산값을 도출한다(단계 111).

이어 입력축 연산값과 출력축 연산값은 모터 제어부(50)에 의해 가산되고 가산된 절대 위치는 고해상도 출력축 절대 위치로서 도출된다(단계 113).

이에 따라 본 발명의 실시 예에 의하면 모터의 입력축에 저해상도 절대위치 검출기를 마련하고 출력축에 해상도가 감속비 보다 크거나 같은 저해상도 절대위치 검출기를 마련함에 따라, 엑츄에이터 제작 시 출력축 절대 위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하고, 모터가 구동되어 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 입력축 절대위치로 옵셋을 정의하고 정의된 옵셋을 모터의 구동 없이 상기 초기 옵셋, 입력측 절대위치, 및 감속비로 정해진 관계식으로부터 도출하며, 이 후 소정 시간 주기로 수신되는 입력축 절대위치, 도출된 옵셋, 출력축 절대위치, 및 감속비에 의해 설정된 관계식으로부터 고해상도 출력축 절대 위치를 도출함에 따라 엑츄에이터의 수정 및 추가 없이 저가의 절대위치 검출기를 이용하여 고해상도의 출력축 절대 위치를 용이하게 검출할 수 있다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

모터의 입력축에 저해상도 절대위치 검출기를 마련하고 출력축에 해상도가 감속비 보다 크거나 같은 저해상도 절대위치 검출기를 마련함에 따라, 엑츄에이터 제작 시 출력축 절대 위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하고, 모터가 구동되어 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 입력축 절대위치로 옵셋을 정의하고 정의된 옵셋을 모터의 구동 없이 상기 초기 옵셋, 입력측 절대위치, 및 감속비로 정해진 관계식으로부터 도출하며, 이 후 소정 시간 주기로 수신되는 입력축 절대위치, 도출된 옵셋, 출력축 절대위치, 및 감속비에 의해 설정된 관계식으로부터 고해상도 출력축 절대 위치를 도출함에 따라 엑츄에이터의 수정 및 추가 없이 저가의 절대위치 검출기를 이용하여 고해상도의 출력축 절대 위치를 용이하게 검출할 수 있는 모터 제어 장치 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 엑츄에이터 및 모터의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims

모터의 입력축에 마련된 저해상도의 입력축 절대위치 검출기와,
상기 모터의 출력축에 마련된 감속기와,
상기 감속기의 출력축에 마련되어 해상도가 감속비 보다 크거나 같은 저해상도의 출력축 절대위치 검출기와,
상기 입력축 절대위치와 출력축 절대위치, 및 감속기의 감속비를 토대로 모터의 고해상도의 출력축 절대 위치를 도출하는 모터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 모터 제어부는,
출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하고,
모터의 구동 시 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 입력축 절대 위치를 옵셋으로 정의하여 상기 정의된 옵셋을 상기 초기옵셋 및 입력축 절대위치 검출기의 해상도 및 감속비 및 출력축 절대위치를 토대로 도출하고, 도출된 옵셋 및 입력축 절대위치 및 감속비를 토대로 입력축 연산값을 도출하며,
상기 출력축 절대 위치를 토대로 출력축 연산값을 도출하고,
도출된 입력축 연산값과 출력축 연산값을 토대로 고해상도 출력축 절대 위치를 도출하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 모터 제어부는,
출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하고, 모터의 구동 시 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 입력축 절대 위치를 옵셋으로 정의하여 기 설정된 관계식을 토대로 옵셋을 연산하는 옵셋 연산모듈과,
상기 연산된 옵셋 및 입력축 절대위치 및 감속비를 토대로 기 설정된 관계식을 토대로 입력축 연산값을 도출하는 입력축 연산 모듈과,
출력축 절대위치 검출기의 출력축 절대 위치를 토대로 출력축 연산값을 도출하는 출력축 연산 모듈과.
도출된 입력축 연산값과 출력축 연산값을 가산하여 고해상도 출력축 절대 위치를 도출하는 고해상도 출력축 절대위치 도출 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 입력축 절대위치 검출기는
입력축 증분형 위치 검출기이고 출력축 절대위치 검출기는 저해상도의 출력축 절대위치 검출기일 수 있고,
상기 초기 옵셋은 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
출력축 절대위치가 0이 되는 시점의 입력축의 절대위치를 초기옵셋으로 설정하는 단계와,
모터의 구동 시 출력축 절대위치가 변동되는 시점에서 입력축 절대 위치를 옵셋으로 정의하여 기 설정된 관계식을 토대로 상기 정의된 옵셋을 연산하는 옵셋 연산 단계와,
설정된 옵셋 및 입력축 절대위치 및 감속비를 토대로 기 설정된 관계식을 토대로 입력축 연산값을 도출하는 입력축 연산 단계와,
출력축 절대위치 검출기의 출력축 절대 위치를 각도로 변환하여 출력축 연산값을 도출하는 출력축 연산 단계와,
도출된 입력축 연산값과 출력축 연산값을 가산하여 고해상도 출력축 절대 위치를 도출하는 고해상도 출력축 절대위치 도출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.