KR20210009420A

KR20210009420A - 모터 구동 제어 장치

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Publication number: KR20210009420A
Application number: KR1020217000416A
Authority: KR
Inventors: 다츠야 가와세; 유지 이가라시
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2021-01-26
Also published as: CN112385134B; JP6524363B1; CN112385134A; KR102313862B1; WO2020012656A1; JPWO2020012656A1

Abstract

모터 구동 제어 장치(100)는 동작 검출값(MDV)의 입력을 접수 가능하고 동작 검출값을 센서 입력 정보(SII)로서 출력하는 1개의 인코더 수신 회로로 구성되는 센서 통신부(106)와, 동작 지령(OC)과 센서 입력 정보에 기초하여 구동 지령(DIA)을 생성하여 출력하는 센서있는 제어부(101)와, 동작 지령에 기초하여 센서 입력 정보를 사용하지 않고 구동 지령(DIB)을 생성하여 출력하는 센서리스 제어부(102)와, 구동 지령(DIA)과 구동 지령(DIB) 중 어느 한쪽을 모터의 구동 지령(MDI)으로서 출력하는 전환부(103)와, 모터의 구동 지령에 기초하여 모터에 주는 전력(EP)을 생성하는 전력 공급부(104)를 구비하고, 전환부(103)가 구동 지령(DIB)을 모터의 구동 지령으로서 출력하는 경우, 센서 통신부(106)는 동작 검출값 이외의 신호의 입력을 접수 가능하고 접수한 신호를 센서 입력 정보로서 출력한다.

Description

모터 구동 제어 장치

본 발명은 모터에 전력을 공급하는 모터 구동 제어 장치에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는, 부품 개수를 저감시키는 목적으로, 복수의 인코더 수신 회로를 구비한 서보 모터 구동 제어 장치에 있어서, 서보 모터로 구동 제어하는 가동부가 적은 경우에, 남은 인코더 수신 회로에, 인터페이스를 조정한 가속도 또는 온도 등을 검출하는 센서를 접속시키는 구성이 기재되어 있다.

특허 문헌 1: 일본특허공개공보 2005－229668호

범용적인 서보 모터 구동 제어 장치에서는, 1개의 서보 모터 구동 제어 장치에 대해서 인코더 수신 회로는 1개밖에 구비하고 있지 않은 경우가 많다. 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 서보 모터 구동 제어 장치가 복수의 인코더 수신 회로를 구비하고 있는 경우를 전제로 하고 있고, 인코더 수신 회로가 1개밖에 구비되어 있지 않은 경우에 있어서 부품 개수의 증가를 억제하는 것에 대하여는 고려되어 있지 않다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 인코더 수신 회로를 1개밖에 구비하고 있지 않은 모터 구동 제어 장치에 있어서, 부품 개수를 증가시키는 일 없이 새로운 센서를 접속할 수 있는 모터 구동 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른, 모터에 주는 전력을 생성하는 모터 구동 제어 장치는, 모터의 동작 위치 또는 동작 속도를 나타내는 동작 검출값의 입력을 접수 가능하고, 접수한 동작 검출값을 센서 입력 정보로서 출력하는 1개의 인코더 수신 회로로 구성되는 센서 통신부를 구비한다. 모터 구동 제어 장치는 모터의 동작 위치 또는 동작 속도에 대한 동작 지령과 센서 입력 정보에 기초하여 제1 구동 지령을 생성하여 출력하는 센서있는 제어부와, 동작 지령에 기초하여 센서 입력 정보를 사용하지 않고 제2 구동 지령을 생성하여 출력하는 센서리스 제어부를 구비한다. 모터 구동 제어 장치는 제1 구동 지령과 제2 구동 지령 중 어느 한쪽을 선택하여, 모터의 구동 지령으로서 출력하는 전환부와, 전환부로부터 출력되는 모터의 구동 지령에 기초하여 모터에 주는 전력을 생성하는 전력 공급부를 구비한다. 전환부가 제2 구동 지령을 모터의 구동 지령으로서 출력하는 경우, 센서 통신부는 동작 검출값 이외의 신호의 입력을 접수 가능하고, 접수한 신호를 센서 입력 정보로서 출력한다.

본 발명에 따른 모터 구동 제어 장치는, 인코더 수신 회로를 1개밖에 구비하고 있지 않은 모터 구동 제어 장치에 있어서, 부품 개수를 증가시키는 일 없이 새로운 센서를 접속할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 모터 구동 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 센서 통신부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 모터 구동 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 모터 구동 제어 장치를 구비하는 모터 구동 제어 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 모터 구동 제어 장치를 구비하는 모터 구동 제어 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 센서 통신부가 실행하는 통신 프로토콜 결정 처리의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 모터 구동 제어 장치가 실행하는 구동 지령 선택 처리의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 모터 구동 제어 장치가 실행하는 구동 지령 선택 처리의 순서도이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 모터 구동 제어 장치를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 덧붙여, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

우선, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 모터 구동 제어 장치에 대해 설명한다. 도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 모터 구동 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 센서로서 모터의 위치 검출 센서를 이용하는 예이며, 도 3은 센서로서 온도 센서를 이용하는 예이다. 도 2는 도 1 및 도 3에 나타낸 센서 통신부(106)의 구성예를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 3에 도시되는 모터 구동 제어 장치(100)는, 모터(300)로 전력을 공급하는 장치이다. 모터 구동 제어 장치(100)는 모터(300)의 동작 위치 또는 동작 속도에 대한 동작 목표치인 동작 지령 OC에, 모터(300)의 동작 위치 또는 동작 속도를 나타내는 동작 검출값 MDV가 추종하도록, 모터(300)에 주는 전력 EP를 생성한다. 모터 구동 제어 장치(100)는 센서있는 제어부(101)와, 센서리스 제어부(102)와, 전환부(103)와, 전력 공급부(104)와, 프로세서(105)와, 센서 통신부(106)를 구비한다.

센서있는 제어부(101)는 동작 지령 OC와, 센서 통신부(106)로부터 출력되는 센서 입력 정보 SII에 기초하여, 센서 입력 정보 SII가 동작 지령 OC에 추종하도록 구동 지령 DIA를 연산하고, 연산한 구동 지령 DIA를 전환부(103)로 출력한다. 구동 지령 DIA는 제1 구동 지령에 대응한다. 구동 지령 DIA를 연산하는 방법은, P(Proportional) 제어, PI(Proportional Integral) 제어, PID(Proportional Integral Differential) 제어, 적응 제어 등, 어떠한 방식이어도 된다.

센서리스 제어부(102)는 동작 지령 OC에 기초하여, 센서 통신부(106)로부터 출력되는 센서 입력 정보 SII를 사용하지 않고, 모터(300)의 동작 검출값 MDV가 동작 지령 OC에 추종하도록 구동 지령 DIB를 연산하고, 연산한 구동 지령 DIB를 전환부(103)로 출력한다. 구동 지령 DIB는 제2 구동 지령에 대응한다. 센서 입력 정보 SII를 사용하지 않고, 모터(300)의 동작 검출값 MDV를 동작 지령 OC에 추종시키는 연산 방법으로서는, 예를 들어, IPM(Interior Permanent Magnet) 모터를 구동하는 경우의 유기 전압 정보에 기초하여 모터의 위치 정보를 추정하고, 추정한 위치 정보에 기초하여, 위치 및 속도를 제어하는 방법, 또는 유도 모터를 구동시키는 방법을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는, 센서리스 제어부(102)의 연산 방법은 상기 방법으로 한정되지 않는다.

전환부(103)는 센서있는 제어부(101)로부터 출력되는 구동 지령 DIA와, 센서리스 제어부(102)로부터 출력되는 구동 지령 DIB 중 어느 한쪽을 선택하여, 어느 한쪽을 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI로서 전력 공급부(104)로 출력한다. 도 1에 있어서는, 전환부(103)는 센서있는 제어부(101)로부터 출력된 구동 지령 DIA를 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI로서, 전력 공급부(104)로 출력하고 있다. 도 3에 있어서는, 전환부(103)는 센서리스 제어부(102)로부터 출력된 구동 지령 DIB를 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI로서, 전력 공급부(104)로 출력하고 있다.

전력 공급부(104)는 전환부(103)로부터 출력된 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI에 기초하여 모터(300)에 주는 전력 EP를 생성하여, 모터(300)로 전력 EP를 출력한다. 전력 공급부(104)는, 예를 들어, 복수의 스위칭 소자로 이루어지는 인버터 회로 등이다.

프로세서(105)는 센서 입력 정보 SII가 입력되어, 모터 구동 제어 장치(100) 및 모터(300)의 보호, 및 수명 진단 등을 연산한다. 프로세서(105)는 제어용의 집적회로이며, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit) 또는 마이크로 프로세서이다. 도 1 및 도 3에 있어서는, 센서있는 제어부(101), 센서리스 제어부(102), 전환부(103) 및 프로세서(105)는 별개로 도시되어 있지만, 프로세서(105)가 센서있는 제어부(101), 센서리스 제어부(102) 및 전환부(103)의 기능을 포함해도 된다.

센서 통신부(106)는 모터 구동 제어 장치(100) 밖의 센서(400)와 같은 각종 센서로부터의 정보가 입력된다. 센서 통신부(106)는 1개의 인코더 수신 회로로 구성된다. 도 1에 있어서는, 센서(400)로부터 모터(300)의 동작 위치 또는 동작 속도를 나타내는 동작 검출값 MDV가 입력되고 있다. 도 3에 있어서는, 온도 센서(500)로부터 온도 정보 TI가 입력되고 있다. 센서 통신부(106)는 모터(300)의 동작 검출값 MDV 이외의 센서 정보의 입력을 접수 가능하다. 도 1 및 도 3에 도시되는 어느 구성에 있어서도, 센서 통신부(106)는 입력된 동작 검출값 MDV 또는 온도 정보 TI를 센서 입력 정보 SII로서 출력한다.

센서 통신부(106)는 도 2에 도시되는 것처럼, 센서 송수신부(1061)와 센서 타입 판정부(1062)를 구비한다. 센서 송수신부(1061)는 센서(400)로부터 입력되는 동작 검출값 MDV를 수신하여 센서 타입 판정부(1062)로 출력한다. 센서 타입 판정부(1062)는 센서 송수신부(1061)로부터 입력되는 신호에 기초하여, 센서의 타입을 판정하고, 판정한 센서의 타입에 기초하여 선택 신호 DSI를 생성하여 전환부(103)로 출력한다. 선택 신호 DSI는 제1 구동 지령인 구동 지령 DIA와 제2 구동 지령인 구동 지령 DIB 중 어느 것을 선택할지를 나타내는 선택 신호이다. 예를 들면, 센서의 타입마다, 제1 구동 지령과 제2 구동 지령 중 어느 것을 선택할지가 센서 타입 판정부(1062)에 설정되어 있고, 센서 타입 판정부(1062)는 센서의 타입의 판정 결과에 기초하여 선택 신호를 생성한다. 덧붙여, 센서의 타입의 판정 방법으로서는 어떠한 방법을 이용해도 되지만, 예를 들면 센서로부터 출력되는 정보의 포맷에 기초하여 센서의 타입을 판정할 수 있다. 덧붙여, 도 2에서는, 동작 검출값 MDV가 입력되는 예를 도시하고 있지만, 도 3에 있어서의 예의 경우에는, 센서 통신부(106)에는 온도 정보 TI가 입력된다.

도 1에 도시되는 구성에서는, 센서 통신부(106)에는 모터(300)의 동작 위치 또는 동작 속도를 나타내는 동작 검출값 MDV가 입력되고 있다. 이 때문에, 센서 타입 판정부(1062)는 센서의 타입이 모터의 위치 검출 센서라고 판정하고, 선택 신호 DSI로서, 구동 지령 DIA를 선택하는 것을 나타내는 신호를 전환부(103)로 출력한다. 전환부(103)는 선택 신호 DSI에 기초하여, 센서있는 제어부(101)로부터의 구동 지령 DIA를 선택하여 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI로서 전력 공급부(104)로 출력한다.

도 3에 도시되는 구성에서는, 센서 통신부(106)에는 동작 검출값 MDV가 아니고, 온도 정보 TI가 입력되고 있다. 이 때문에, 센서 타입 판정부(1062)는 센서의 타입이 온도 센서라고 판정하고, 선택 신호 DSI로서, 구동 지령 DIB를 선택하는 것을 나타내는 신호를 전환부(103)로 출력한다. 전환부(103)는 선택 신호 DSI에 기초하여, 센서리스 제어부(102)로부터의 구동 지령 DIB를 선택하여 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI로서 전력 공급부(104)로 출력한다. 센서리스 제어부(102)는 동작 검출값 MDV 없이 구동 지령 DIB이 생성 가능하기 때문에, 모터 구동 제어 장치(100)는 다른 센서, 예를 들어, 모터(300)에 설치한 온도 센서(500)로부터의 온도 정보 TI를 취할 수 있다. 모터 구동 제어 장치(100)에서는, 온도 정보 TI를 프로세서(105)에서 처리하여, 모터(300) 또는 모터 구동 제어 장치(100)를 보호하기 위한 알람, 또는 모터(300) 또는 모터 구동 제어 장치(100)의 수명을 진단하는 것에 사용할 수 있다. 센서 통신부(106)에 입력되는 센서 정보는 온도 정보 TI로 한정되지 않는다. 센서 통신부(106)에는 토크 센서, 진동 센서, 또는 I/O 입출력 기기로부터의 출력 정보가 입력되어도 된다. 토크 센서, 또는 진동 센서로부터의 출력 정보가 센서 통신부(106)에 입력되는 경우는, 센서 입력 정보 SII로부터 모터(300)에 접속되어 있는 기계 장치의 고장을 검출할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서의 모터 구동 제어 장치(100)에서는, 센서있는 제어와 센서리스 제어를 전환하는 모터 구동 제어 장치(100)에 있어서, 센서리스 제어시에 불필요해지는 센서 통신부(106)에 모터(300)의 동작 검출값 MDV 이외의 센서 정보가 입력된다. 센서 통신부(106)는 모터(300)의 동작 검출값 MDV 이외의 센서 정보의 입력을 접수 가능하다. 이것에 의해, 부품 개수를 증가시키지 않고, 온도 센서, 토크 센서, 또는 진동 센서와 같은 새로운 센서의 정보를 모터 구동 제어 장치(100)에 입력시킬 수 있다. 모터 구동 제어 장치(100)에서는, 새로운 센서의 정보를 이용함으로써, 부품 개수를 증가시키지 않고, 장치 보호 및 장치 고장의 사전 검지 등의 기능을 부가하는 것이 가능하다.

본 실시 형태에 있어서의 모터 구동 제어 장치(100)에서는, 고정밀한 제어가 요구되는 구동 부분은 센서있는 제어를 실시하고, 정밀도가 요구되지 않지만 온도 센서(500), 토크 센서, 또는 진동 센서를 사용한 부가 기능이 요구되는 구동 부분은 센서리스 제어를 실시하면 된다. 기계 장치에서는 고정밀도가 요구되는 구동 부분과, 정밀도가 요구되지 않는 구동 부분이 혼재되어 있는 경우가 있다. 모터 구동 제어 장치(100)에서는, 상이한 요구를 부품 개수를 증가시키는 일 없이 1개의 모터 구동 제어 장치(100)로 실현할 수 있고, 모터 구동 제어 장치(100)에서 필요한 엔지니어링 소프트웨어 및 메뉴얼을 공통화시킬 수 있어, 작업자의 엔지니어링 소프트웨어 및 모터 구동 제어 장치(100)의 조작을 기억하는 부하를 저감시키는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 센서있는 제어부(101)와 센서리스 제어부(102)는 항상 연산하고 있는 구성으로 되어 있지만, 전환부(103)에 의해 선택되지 않는 구동 지령 DIA 또는 구동 지령 DIB를 출력하는 센서있는 제어부(101) 또는 센서리스 제어부(102)는 연산을 정지해도 된다. 전환부(103)가 센서있는 제어부(101)의 구동 지령 DIA를 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI로서 출력하는 경우는, 센서리스 제어부(102)의 연산은 정지해도 되고, 전환부(103)가 센서리스 제어부(102)의 구동 지령 DIB를 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI로서 출력하는 경우는, 센서있는 제어부(101)의 연산은 정지해도 된다.

본 실시 형태에서는, 센서 통신부(106)는 접수한 센서 입력 정보에 기초하여, 제1 구동 지령과 제2 구동 지령 중 어느 것을 선택할지를 나타내는 선택 신호 DSI를 생성하여, 선택 신호 DSI를 전환부(103)로 출력하고, 전환부(103)는 선택 신호 DSI에 기초하여, 구동 지령 DIA와 구동 지령 DIB 중 어느 한쪽을 선택한다. 예를 들면, 센서 통신부(106)에 동작 검출값 MDV가 입력되고 있는 경우, 전환부(103)는 센서 통신부(106)로부터 입력되는 선택 신호 DSI에 기초하여, 센서있는 제어부(101)로부터의 구동 지령 DIA를 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI로서 전력 공급부(104)로 출력하고, 센서 통신부(106)에 온도 정보 TI가 입력되고 있는 경우, 센서리스 제어부(102)로부터 구동 지령 DIB를 모터(300)에 주는 구동 지령 MDI로서 전력 공급부(104)로 출력한다. 덧붙여, 상술한 예에서는, 센서 통신부(106)가 센서의 타입을 판정하여, 이 판정 결과에 기초하여, 전환부(103)가 전력 공급부(104)로 출력하는 신호를 선택하도록 했지만, 전환부(103)에 있어서의 신호의 선택 방법은 이 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 외부 장치(200), 또는 퍼스널 컴퓨터의 엔지니어링 툴로부터의 지령에 의해서 전환부(103)는 선택을 행해도 된다. 또, 본 실시 형태에서는, 선택 신호로서 구동 지령 DIA와 구동 지령 DIB 중 어느 것을 선택할지를 나타내는 신호를 이용하는 것으로 했지만, 선택 신호를 센서의 타입을 나타내는 신호로 해도 된다. 이 경우, 전환부(103)가 선택 신호에 의해 나타내지는 센서의 타입으로 따라 구동 지령 DIA와 구동 지령 DIB 중 어느 것을 선택한다. 이 경우, 전환부(103)는 센서의 타입과 구동 지령 DIA와 구동 지령 DIB 중 어느 것을 선택할지에 대한 대응은 전환부(103)에 설정되어 있는 것으로 한다.

본 실시 형태에서는, 모터 구동 제어 장치(100)에 동작 지령 OC가 모터 구동 제어 장치(100)의 외부로부터 입력되는 구성으로 되어 있지만, 예를 들어, 동작 지령 OC은 모터 구동 제어 장치(100)의 내부에서 생성되어도 된다.

실시 형태 2.

다음에, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 모터 구동 제어 장치에 대해 설명한다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 모터 구동 제어 장치를 구비하는 모터 구동 제어 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 실시 형태 2에 따른 모터 구동 제어 장치는 출력부(107A, 107B)를 구비하는 점이, 상술한 실시 형태 1과 주로 상이하다. 실시 형태 1과 중복된 구성 및 작용에 대해서는 설명을 생략하고, 이하에 상이한 구성 및 작용에 대한 설명을 행한다.

도 4 및 도 5에 도시되는 모터 구동 제어 시스템(1)은 모터 구동 제어 장치(100A, 100B)를 구비한다. 도 4 및 도 5에서는, 2개의 모터 구동 제어 장치(100A, 100B)로 구성된 모터 구동 제어 시스템(1)이 도시되어 있지만, 모터 구동 제어 시스템(1)이 구비하는 모터 구동 제어 장치의 수는 3개 이상이어도 된다.

외부 장치(200)는 모터 구동 제어 장치(100A, 100B)와 접속되어, 출력 신호 OSA, OSB를 수신한다. 외부 장치(200)는 모터 구동 제어 장치(100A, 100B)로부터의 출력 신호 OSA, OSB를 수신하는 것이 가능한 임의의 장치여도 된다. 예를 들어, 외부 장치(200)는 모터 구동 제어 장치(100A, 100B)의 상위 컨트롤러 장치이다. 출력 신호 OSA, OSB로서는, 아날로그 신호, 디지털 신호, 반이중 통신 또는 전이중 통신의 통신 프로토콜 등을 들 수 있다. 외부 장치(200)는 모터 구동 제어 시스템(1)으로부터 출력되는 출력 신호 OSA, OSB를 수신할 뿐만 아니라, 모터 구동 제어 시스템(1)으로 구동 지령을 출력해도 된다.

모터 구동 제어 장치(100A)는, 도 1에 도시되는 모터 구동 제어 장치(100)에 대응한다. 모터 구동 제어 장치(100A)는 출력부(107A)를 구비한다. 출력부(107A)는 모터 구동 제어 장치(100A)에 접속된 외부 장치(200) 및 모터 구동 제어 장치(100B) 중 적어도 한쪽에 출력 신호 OSA를 출력하는 것이 가능하다. 센서 통신부(106A)는 실시 형태 1의 센서 통신부(106)와 같은 구성을 가지고, 센서의 타입을 판정하고, 판정한 센서의 타입에 기초하여, 구동 지령 DIAA과 구동 지령 DIBA 중 어느 것을 선택할지를 나타내는 선택 신호 DSIA를 생성하여 전환부(103A)로 출력한다. 도 4에 도시한 예에서는, 센서 통신부(106A)는 선택 신호 DSIA로서, 센서있는 제어부(101A)로부터 출력되는 구동 지령 DIAA를 선택하는 것을 나타내는 신호를 전환부(103A)로 출력한다. 또, 센서 통신부(106A)는 센서 등으로부터 수신한 정보를 센서 입력 정보 SIIA로서, 센서있는 제어부(101A), 출력부(107A) 및 프로세서(105A)로 출력한다. 도 4에 도시한 예에서는, 센서 통신부(106A)는 센서(400)로부터 입력된 동작 검출값 MDV를 센서 입력 정보 SIIA로서 출력한다.

모터 구동 제어 장치(100B)는, 도 3에 도시되는 모터 구동 제어 장치(100)에 대응한다. 모터 구동 제어 장치(100B)는 출력부(107B)를 구비한다. 출력부(107B)는 모터 구동 제어 장치(100B)에 접속된 외부 장치(200) 및 모터 구동 제어 장치(100A)에 출력 신호 OSB를 출력하는 것이 가능하다. 센서 통신부(106B)는 실시 형태 1의 센서 통신부(106)와 같은 구성을 가지며, 센서의 타입을 판정하고, 판정한 센서의 타입에 기초하여, 구동 지령 DIAB과 구동 지령 DIBB 중 어느 것을 선택할지를 나타내는 선택 신호 DSIB를 생성하여 전환부(103A)로 출력한다. 도 4에 도시한 예에서는, 센서 통신부(106B)는 선택 신호 DSIB로서, 구동 지령 DIBB를 선택하는 것을 나타내는 신호를 전환부(103B)로 출력한다. 또, 센서 통신부(106B)는 센서 등으로부터 수신한 정보를 센서 입력 정보 SIIB로서, 센서있는 제어부(101B), 출력부(107B) 및 프로세서(105B)로 출력한다. 도 4에 도시한 예에서는, 센서 통신부(106B)는 온도 센서(500)로부터 입력된 온도 정보 TI를 센서 입력 정보 SIIB로서 출력한다.

모터 구동 제어 장치(100A, 100B)에 있어서, 전환부(103A, 103B)가 센서 통신부(106A, 106B)로부터 각각 입력되는 선택 신호 DSIA, DSIB에 기초하여, 출력하는 구동 지령 DIBA, DIBB를 선택함으로써, 센서(400) 이외의 다른 센서, 예를 들어, 온도 센서(500)로부터의 온도 정보 TI를 모터 구동 제어 장치(100A, 100B)에 입력할 수 있다.

도 4에서는, 모터 구동 제어 장치(100A)의 전환부(103A)가 센서있는 제어부(101A)가 출력하는 구동 지령 DIAA를 선택하고, 모터 구동 제어 장치(100B)의 전환부(103B)가 센서리스 제어부(102B)가 출력하는 구동 지령 DIBB를 선택하고, 온도 센서(500)가 모터 구동 제어 시스템(1)의 전체의 온도를 측정하고 있는 경우를 예시한다. 이 경우, 모터 구동 제어 장치(100B)가 출력부(107B)를 통해서, 온도 센서(500)가 취득한 모터 구동 제어 시스템(1)의 전체의 온도의 온도 정보를 외부 장치(200) 또는 모터 구동 제어 장치(100A)에 송신함으로써, 온도 정보를 공유할 수 있어, 외부 장치(200)에서 모터 구동 제어 시스템(1)의 전체의 온도 정보를 관리하는 것이 가능해진다.

도 5에서는, 모터 구동 제어 장치(100A)의 전환부(103A)가 센서있는 제어부(101A)가 출력하는 구동 지령 DIAA를 선택하고, 모터 구동 제어 장치(100B)의 전환부(103B)가 센서리스 제어부(102B)가 출력하는 구동 지령 DIBB를 선택하고, 모터(300A)에는 볼 나사와 같은 직동(直動) 기계(600)를 접속하고, 직동 기계(600)의 움직임을 계측하는 직동 스케일(700)을 직동 기계(600)에 설치하는 경우를 예시한다. 이 경우, 직동 스케일(700)로부터의 검출 정보 DIX가 센서 통신부(106B)에 입력된다. 센서 통신부(106B)는 선택 신호 DSIB로서, 센서의 타입이 직동 스케일이라고 판정하고, 판정 결과에 기초하는, 구동 지령 DIBB를 선택하는 것을 나타내는 신호를 전환부(103B)로 출력한다. 이것에 의해, 전환부(103B)는 센서리스 제어부(102B)가 출력하는 구동 지령 DIBB를 선택하여 전력 공급부(104B)로 출력한다. 또, 센서 통신부(106B)는 검출 정보 DIX를 센서 입력 정보 SIIB로서, 센서있는 제어부(101B), 출력부(107B) 및 프로세서(105B)로 출력한다. 출력부(107B)가 센서 정보 SIIB로서 검출 정보 DIX를 수신하고, 검출 정보 DIX를 출력 신호 OSB로서 모터 구동 제어 장치(100A)에 송신함으로써, 모터(300A)의 제어에 있어서 직동 스케일(700)로부터의 검출 정보 DIX를 이용할 수 있어, 직동 기계(600)의 고정밀한 직동 운동을 실현하는 것이 가능해진다.

본 실시 형태에 의하면, 모터 구동 제어 장치(100B)의 전환부(103B)가, 선택 신호 DSIB에 기초하여, 센서리스 제어부(102B)가 출력하는 구동 지령 DIBB를 선택하여 모터(300B)를 제어하고, 모터 구동 제어 장치(100B)의 센서 통신부(106B)에 센서(400)와 같은 기능을 가지는 센서 이외의 다른 센서, 예를 들어 온도 센서(500)를 접속함으로써, 온도 센서(500)의 온도 정보 TI를 외부 장치(200) 및 모터 구동 제어 장치(100A)와 공유하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 모터 구동 제어 장치(100A, 100B) 이외의 기기로서, 다른 센서 정보를 취득하는 기기를 모터 구동 제어 시스템(1)에 증설하는 경우와 비교하여, 모터 구동 제어 시스템(1)의 부품 개수를 삭감하는 것이 가능해진다.

본 실시 형태에 의하면, 외부 장치(200)와 온도 센서(500)의 거리가 먼 경우, 모터 구동 제어 장치(100B)에 온도 센서(500)를 접속하고, 모터 구동 제어 장치(100B)가 외부 장치(200)에 센서 입력 정보 SIIB를 출력함으로써, 온도 센서(500)로부터 취출하는 배선의 길이를 짧게 하는 것이 가능해진다. 배선이 짧아지면, 배선 라우팅이 편해져, 단선의 가능성이 낮아진다.

실시 형태 3.

상술한 실시 형태 1, 2에서는, 모터 구동 제어 장치(100)의 센서 통신부(106)에, 다양한 센서가 접속되게 된다. 센서(400)와 동일한 통신 프로토콜, 또는 신호를 출력하는 센서가 접속되는 경우도 있으면, 센서(400)와는 상이한 통신 프로토콜, 또는 신호를 출력하는 센서가 접속되는 경우도 있다. 기본적으로는, 상이한 통신 프로토콜, 또는 신호를 출력하는 센서가 접속되는 경우는, 외부 장치(200), 또는 퍼스널 컴퓨터의 엔지니어링 툴로부터의 지령에 의해서 센서 통신부(106)의 통신 프로토콜 및 신호를 메뉴얼로 전환하는 것을 생각할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 센서 통신부가 실행하는 통신 프로토콜 결정 처리의 순서도이다. 우선, 센서 통신부(106)는 접속된 센서에 대해서 리퀘스트 신호를 송신하고(스텝 S11), 어느 일정기간 동안에 해석 가능한 응답 신호를 수신할 수 없었을 경우에는(스텝 S12에서 No), 자동으로 상이한 통신 프로토콜로 변경한다(스텝 S13). 스텝 S11부터 스텝 S13의 처리를 반복하여, 어느 일정기간 동안에 해석 가능한 응답 신호를 수신할 수 있었을 경우에는(스텝 S12에서 Yes), 통신 프로토콜의 변경을 정지하고, 통신 프로토콜을 고정한다(스텝 S14). 본 처리는 모터 구동 제어 장치(100)의 전원의 시작시, 또는 센서 통신부(106)에 센서가 접속되었을 때 실행된다.

도 6에 나타내는 통신 프로토콜 결정 처리에 의하면, 센서 통신부(106)에 번잡한 설정을 하는 일 없이 다양한 센서를 접속할 수 있기 때문에, 모터 구동 제어 장치(100)의 설정에 걸리는 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.

실시 형태 4.

상술한 실시 형태 1, 2에서는, 모터 구동 제어 장치(100)의 전환부(103)가, 센서있는 제어부(101)가 출력하는 구동 지령 DIA와 센서리스 제어부(102)가 출력하는 구동 지령 DIB 중 어느 한쪽을 선택하고, 센서리스 제어부(102)가 출력하는 구동 지령 DIB를 선택했을 경우에, 센서 통신부(106)에 센서(400) 이외의 다른 센서를 접속할 수 있다. 실시 형태 1, 2에서는, 센서 통신부(106)가 센서의 타입을 판정하고, 판정 결과에 기초하여 선택 신호를 생성하는 예를 설명했다. 본 실시 형태에서는, 전환부(103)가 센서 통신부(106)로부터 입력되는 정보에 기초하여, 전력 공급부(104)로 출력하는 구동 신호를 선택한다. 구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 이하의 처리에 의해서, 센서 통신부(106)에 센서(400)가 접속되었는지, 또는 센서 통신부(106)에 센서(400) 이외의 다른 센서가 접속되었는지를 자동으로 판별한다.

도 7은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 모터 구동 제어 장치가 실행하는 구동 지령 선택 처리의 순서도이다. 센서(400)의 통신 프로토콜과 센서(400) 이외의 다른 센서의 통신 프로토콜이 상이한 경우에는, 센서 통신부(106)는 접속된 센서에 대해서 센서(400)의 통신 프로토콜로 리퀘스트 신호를 송신하고(스텝 S21), 어느 일정 기간 동안에 해석 가능한 응답 신호를 수신할 수 없었을 경우에는(스텝 S22), 자동으로 상이한 통신 프로토콜로 변경하여(스텝 S23), 응답 신호를 수신할 수 없는 것을 전환부(103)에 통지한다. 전환부(103)는 이 통지를 받으면, 센서리스 제어부(102)가 출력하는 구동 지령 DIB를 선택하여 출력한다(스텝 S24).

도 8은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 모터 구동 제어 장치가 실행하는 구동 지령 선택 처리의 순서도이다. 센서(400)의 통신 프로토콜과 센서(400) 이외의 다른 센서의 통신 프로토콜이 동일할 가능성이 있는 경우에는, 센서 통신부(106)의 통신 프로토콜이 결정된 후, 우선 그 시점에서의 센서 입력 정보 SII를 취득하여 저장한다(스텝 S31). 스텝 S31의 시점에서는, 전력 공급부(104)로부터 모터(300)에 전력은 출력되고 있지 않다. 스텝 S31의 시점에서 취득되는 센서 입력 정보 SII는 제1 센서 입력 정보에 대응한다. 그 후, 전력 공급부(104)로부터 임의의 방향으로 모터(300)를 움직이도록 모터(300)에 전력을 공급하여, 모터(300)를 미소하게 회전시킨다(스텝 S32). 모터(300)를 회전시킨 시점에서의 센서 입력 정보 SII를 취득한다(스텝 S33). 스텝 S33에서 취득되는 센서 입력 정보 SII는, 제2 센서 입력 정보에 대응한다. 전환부(103)는 스텝 S31에서 취득한 센서 입력 정보 SII와, 스텝 S33에서 취득한 센서 입력 정보 SII의 데이터 필드를 비교하여, 센서 입력 정보 SII에 변화가 있는 경우에는(스텝 S34에서 Yes), 접속되어 있는 센서는 센서(400)라고 판단하여, 센서있는 제어부(101)가 출력하는 구동 지령 DIA를 선택한다(스텝 S35). 센서 입력 정보 SII에 변화가 없는 경우에는(스텝 S34에서 No), 전환부(103)는 접속되어 있는 센서는 센서(400) 이외의 다른 센서라고 판단하여, 센서리스 제어부(102)가 출력하는 구동 지령 DIB를 선택한다(스텝 S36).

도 7 및 도 8에 나타내는 구동 지령 선택 처리에 의하면, 전환부(103)에 번잡한 설정을 하는 일 없이 전환부(103)에 올바른 선택을 하게 하는 것이 가능하다.

이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략 및 변경하는 것도 가능하다.

1: 모터 구동 제어 시스템
100, 100A, 100B: 모터 구동 제어 장치
101, 101A, 101B: 센서있는 제어부
102, 102A, 102B: 센서리스 제어부 103, 103A, 103B: 전환부
104, 104A, 104B: 전력 공급부 105, 105A, 105B: 프로세서
106, 106A, 106B: 센서 통신부 107A, 107B: 출력부
200: 외부 장치 300, 300A, 300B: 모터
400: 센서 500: 온도 센서
600: 직동 기계 700: 직동 스케일
1061: 센서 송수신부 1062: 센서 타입 판정부

Claims

모터에 주는 전력을 생성하는 모터 구동 제어 장치로서,
상기 모터의 동작 위치 또는 동작 속도를 나타내는 동작 검출값의 입력을 접수 가능하고, 접수한 상기 동작 검출값을 센서 입력 정보로서 출력하는 1개의 인코더 수신 회로로 구성되는 센서 통신부와,
상기 모터의 동작 위치 또는 동작 속도에 대한 동작 지령과 상기 센서 입력 정보에 기초하여 제1 구동 지령을 생성하여 출력하는 센서있는 제어부와,
상기 동작 지령에 기초하여 상기 센서 입력 정보를 사용하지 않고 제2 구동 지령을 생성하여 출력하는 센서리스 제어부와,
상기 제1 구동 지령과 상기 제2 구동 지령 중 어느 한쪽을 선택하여, 상기 모터의 구동 지령으로서 출력하는 전환부와,
상기 전환부로부터 출력되는 상기 모터의 구동 지령에 기초하여 상기 모터에 주는 전력을 생성하는 전력 공급부를 구비하고,
상기 전환부가 상기 제2 구동 지령을 상기 모터의 구동 지령으로서 출력하는 경우, 상기 센서 통신부는 상기 동작 검출값 이외의 신호의 입력을 접수 가능하고, 접수한 상기 신호를 상기 센서 입력 정보로서 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 센서 통신부는 접수한 상기 센서 입력 정보에 기초하여, 상기 제1 구동 지령과 상기 제2 구동 지령 중 어느 것을 선택할지를 나타내는 선택 신호를 생성하여, 상기 선택 신호를 상기 전환부로 출력하고,
상기 전환부는 상기 선택 신호에 기초하여, 상기 제1 구동 지령과 상기 제2 구동 지령 중 어느 한쪽을 선택하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 센서 입력 정보를 외부 장치 및 다른 모터 구동 제어 장치 중 적어도 한쪽에 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 통신부는 접속된 센서에 대해서 응답 신호의 송신을 요구하는 리퀘스트 신호를 송신하고, 송신한 상기 리퀘스트 신호에 대한 해석 가능한 응답 신호의 유무에 따라서, 통신 프로토콜을 변경하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 통신부는 접속된 센서에 대해서 응답 신호의 송신을 요구하는 리퀘스트 신호를 송신하고,
상기 전환부는 상기 센서 통신부가 송신한 상기 리퀘스트 신호에 대한 해석 가능한 응답 신호의 유무에 따라서, 상기 제1 구동 지령과 상기 제2 구동 지령 중 어느 한쪽의 선택을 행하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전환부는 상기 전력 공급부가 상기 모터에 주는 전력을 출력하지 않는 상태에서 상기 센서 통신부에 입력되는 상기 동작 검출값인 제1 센서 입력 정보와, 상기 전력 공급부가 상기 모터에 주는 전력을 출력하는 상태에서 상기 센서 통신부에 입력되는 상기 동작 검출값인 제2 센서 입력 정보에 기초하여, 상기 제1 구동 지령과 상기 제2 구동 지령 중 어느 한쪽의 선택을 행하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 장치.