TWI498700B - Motor rotation control system - Google Patents

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TWI498700B
TWI498700B TW099106446A TW99106446A TWI498700B TW I498700 B TWI498700 B TW I498700B TW 099106446 A TW099106446 A TW 099106446A TW 99106446 A TW99106446 A TW 99106446A TW I498700 B TWI498700 B TW I498700B
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Masaru Okuizumi
Manabu Himeno
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Sinfonia Technology Co Ltd
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    • Y10S388/902—Compensation

Description

電動機旋轉控制系統
本發明是關於一種具備電動機和對電動機的旋轉進行控制的控制手段的電動機旋轉控制系統。
在利用於製造半導體等的工序的臂等的製造裝置中使用如下一種電動機旋轉控制系統：檢測作為其動力源的電動機的旋轉角度，依據所檢測出的旋轉角度來控制電動機的旋轉。這種電動機旋轉控制系統的一般性構成以電動機單元和控制手段(驅動器)為主體，該電動機單元包括電動機和檢測該電動機的旋轉角度的檢測手段，該控制手段(驅動器)以自由更換的狀態電連接至該電動機單元，來控制電動機的旋轉。由於在臂等的製造裝置中使用，因此檢測手段使用旋轉變壓器(resolver)，該旋轉變壓器即使在電動機的旋轉停止的狀態下也能夠檢測旋轉角度。但是，如第3圖所示，由旋轉變壓器檢測出的旋轉角度(以後還稱為檢測角度)與實際的旋轉角度(以下還稱為實際角度)之間產生誤差，該誤差是妨礙精細的旋轉控制的主要因素，並且該誤差根據不同的電動機單元(電動機和旋轉變壓器)而不同。
為了特定檢測出的包含該誤差的旋轉角度來確定實際角度，例如專利文獻1等所記載的以往的電動機旋轉控制系統，是將由旋轉變壓器所檢測出的旋轉角度與實際角度之間的誤差資料預先存儲在控制手段的存儲部中，使用該誤差資料來進行從所檢測出的旋轉角度中減去誤差值的校正，從而確定實際角度。
專利文獻1：日本特開2005-329478號公報
在如上所述的以往的電動機旋轉控制系統中，如果誤差資料沒有與電動機單元正確地進行對應，則無法正確地確定實際角度，因此要求控制手段所保存的誤差資料與電動機單元一對一地正確地進行對應。
本發明的發明人們為了用一個控制手段(驅動器)與其他種類的電動機單元進行對應，想出如下的控制手段等：構成為每當更換與控制手段相連接的電動機單元時都能夠通過將控制手段的記憶體與外部的個人電腦等進行連接來以手動的方式重寫誤差資料的控制手段；構成為將與多種電動機單元分別對應的多個誤差資料事先存儲到控制手段的記憶體中，能夠以手動的方式選擇與更換後的電動機單元相對應的誤差資料的控制手段。然而，存在如下問題：任一個控制手段都必須以手動的方式進行使控制手段的誤差資料與電動機單元正確地對應的操作，很繁瑣，並且人工作業有可能會產生錯誤。
另外，存儲誤差資料的控制手段的記憶體，即使在沒有被提供電力的狀態下也需要持續保持誤差資料的存儲，因此一般採用快閃記憶體等非易失性記憶體，但是非易失性記憶體重寫資料需要花費時間，因此不用於頻繁地重寫誤差資料。
本發明是著眼於這種課題而完成的，其目的在於提供一種消除手動的繁雜、錯誤的產生從而使控制手段的誤差資料與電動機單元正確且適當地進行對應的電動機旋轉控制系統。
本發明為了達到上述目的，而採取如下方案。
即，本發明的電動機旋轉控制系統，其特徵為：具備：電動機單元，其包括電動機和對該電動機的旋轉角度進行檢測的旋轉變壓器；以及控制手段，其以自由更換的狀態電性連接至該電動機單元，使用由上述旋轉變壓器檢測出的檢測角度與實際角度之間的誤差資料，由上述旋轉變壓器的檢測角度來確定實際角度，依據所確定的實際角度來控制上述電動機的旋轉，其中，上述電動機單元具備電動機側記憶體，該電動機側記憶體預先存儲與上述電動機一對一地對應之上述誤差資料、及容量小於上述誤差資料的容量且為用來識別該誤差資料之固有的識別資料，上述控制手段具備控制側記憶體，該控制側記憶體存儲當確定實際角度時使用的上述誤差資料與上述識別資料，上述電動機單元和上述控制手段中的至少一方具有：取入決定部，其依據上述電動機側記憶體和上述控制側記憶體的存儲，決定是否從上述電動機側記憶體向上述控制側記憶體取入上述誤差資料；以及取入執行部，其在由該取入決定部決定要取入的情況下，取入上述電動機側記憶體的誤差資料及識別資料來存儲到上述控制側記憶體中，上述取入決定部，在上述電動機側記憶體所存儲的識別資料和上述控 制側記憶體所存儲的識別資料一致的情況下，判斷上述控制側記憶體的誤差資料與目前連接至上述控制手段之上述電動機單元的電動機為一對一地對應，而決定不取入上述誤差資料；在上述電動機側記憶體所存儲的識別資料和上述控制側記憶體所存儲的識別資料不同的情況下，判斷上述控制側記憶體的誤差資料與目前連接至上述控制手段之上述電動機單元的電動機並非為一對一地對應，而決定取入上述誤差資料。
依照這種構成，在包括電動機和旋轉變壓器的電動機單元中設置存儲有誤差資料的電動機側記憶體，依據電動機單元和控制手段的兩個記憶體的存儲，確定是否要取入誤差資料，由於控制手段自動地將該誤差資料取入並存儲到控制側記憶體中，因此能夠消除手動所引起的繁雜、錯誤的產生，並能夠使控制手段的誤差資料與電動機單元正確且適當地進行對應。
在自動地取入誤差資料的基礎上，為了防止無用的取入，優選的是上述取入決定部在兩個記憶體的誤差資料不同的情況下決定取入上述誤差資料。
為了縮短判斷是否要自動地取入誤差資料所需的時間，兩個記憶體存儲有識別資料，該識別資料的容量小於上述誤差資料的容量，該識別資料用於識別這兩個記憶體各自存儲的上述誤差資料，上述取入決定部在這些識別資料不同的情況下決定取入上述誤差資料，這種方式是有效的。
為了可靠地防止基於使用沒有與電動機單元正確地對應的誤差資料而錯誤地確定出的實際角度來進行旋轉控制，上述取入決定部是在電源接通時決定是否要取入上述誤差資料較佳。
本發明是以上說明的構成，因此能夠節省人力，消除手動的繁雜、由於人力所產生的錯誤，能夠使控制手段的誤差資料與電動機單元正確且適當地進行對應。
下面，在第1圖中示出本發明的一個實施方式所關連的電動機旋轉控制系統1的功能來進行說明。
電動機旋轉控制系統1是具有電動機單元2和控制手段3。電動機單元2是具有電動機21以及對該電動機21的旋轉角度進行檢測的旋轉變壓器22。
控制手段3是具有控制側記憶體35、實際角度確定部32以及旋轉控制部31，該控制側記憶體35存儲由旋轉變壓器22檢測出的旋轉角度(以後還稱為檢測角度)與實際的旋轉角度(以下還稱為實際角度)之間的誤差資料24。
檢測角度與實際角度之間的誤差，是因應於電動機21的旋轉角度而發生變化，並且每個電動機21存在著個體差異。誤差資料24是表示該檢測角度與實際角度之間的誤差的資料，是使檢測角度與實際角度直接或間接地進行對應以能夠由檢測角度來確定實際角度的資料。
實際角度確定部32是與旋轉變壓器22電連接，實際角度確定部32是藉由旋轉變壓器22檢測出的檢測角度與控制側記憶體35所存儲的誤差資料24，來確定實際角度。
旋轉控制部31是與電動機21電連接，旋轉控制部31是藉由實際角度確定部32所確定的實際角度，來控制電動機21的旋轉。
除了這種基本構成以外，在本實施方式中，在電動機單元2中還設置電動機側記憶體23，該電動機側記憶體23中存儲有與控制側記憶體35所存儲的誤差資料24相同的誤差資料24，以及用於識別該誤差資料24的識別資料25。電動機側記憶體23的誤差資料24是原始資料，控制側記憶體35的誤差資料是由後述的取入執行部33取入該電動機側記憶體23的誤差資料24並進行複製而得到的。並且，控制側記憶體35是除了存儲經取入並複製而得到的誤差資料24以外，還存儲有用於識別該誤差資料24的識別資料25。識別資料的資料容量小於誤差資料的資料容量，具有對於一個識別資料僅存在一個誤差資料的對應關係(也稱為固有的、唯一的)，在利用該對應關係來判斷誤差資料的同一性的處理中使用識別資料。
並且，控制手段3是具有取入決定部34和取入執行部33。取入決定部34是以能夠與電動機側記憶體23通信的方式電連接至電動機側記憶體23，依據控制側記憶體35的存儲和電動機側記憶體23的存儲，來決定是否向控制側記憶體35取入並存儲電動機側記憶體23的誤差資料24。取入執行部33是以能夠與電動機側記憶體23通信的方式電連接至電動機側記憶體23，在取入決定部34決定要取入誤差資料24的情況下，從電動機側記憶體23讀出誤差資料24和識別資料25並取入到控制手段3中，將所取入的這些資料存儲到控制側記憶體35中。
以上說明了本發明的一個實施方式所關連的電動機旋轉控制系統1的功能，以下要說明實現這些功能的具體的構成。
如第2圖所示，具體構成的電動機旋轉控制系統1是具備電動機單元2和控制手段3。
電動機單元2具備電動機21、旋轉變壓器22以及記憶板5。記憶板5具有：ROM 54，其作為電動機側記憶體23而存儲誤差資料24和識別資料25；CPU 51，其依據來自控制手段3的請求信號，向控制手段3發送ROM 54的誤差資料24和識別資料25；通信I/F 52，其與控制手段3和CPU 51進行連接而中繼控制手段3與CPU 51之間的信號；以及RAM 53，其暫時地存儲資料。
控制手段3是具備CPU 38、電動機驅動部39、旋轉變壓器I/F 40、RAM 41、ROM 42、通信I/F 43以及非易失性記憶體44。CPU 38是藉由執行未圖示的電動機驅動控制處理常式、後述的取入決定執行處理常式，來實現旋轉控制部31、實際角度確定部32、取入執行部33以及取入決定部34。電動機驅動部39，是因應於來自CPU 38的驅動指令，向電動機21提供使電動機21驅動的電力，而使電動機21旋轉。旋轉變壓器I/F 40，是因應於來自旋轉變壓器22的信號，向CPU 38提供檢測角度。RAM 41是暫時存儲由CPU 38執行的程式、在執行程式時所使用的資料。ROM 42是存儲有由CPU 38執行的各程式、永久使用的資料。ROM 42所存儲的程式，是例如是未圖示的電動機驅動控制處理常式、後述的取入決定執行處理常式。通信I/F 43是將控制手段3的CPU 38與記憶板5的CPU 51之間的信號進行中繼。
非易失性記憶體44是存儲與從電動機單元2的記憶板5所取入的誤差資料24和識別資料25相同的資料為了在確定實際角度時使用該資料。對於非易失性記憶體44，由於即使在沒有被提供電力的狀態下也需要持續保持這些資料的存儲，因此採用快閃記憶體，但是該快閃記憶體是在其特性上重寫資料所花費的時間多於讀入資料所需的時間。
接著，列舉具體例來說明檢測角度與實際角度之間的誤差，該誤差是如上所述那樣，因應於電動機21的旋轉角度而發生變化，並且每個電動機21存在個體差異。具體地說，如第3圖所示，用v1表示由旋轉變壓器22檢測出的檢測角度，用v2表示實際角度，用(v2-v1)表示誤差err1。作為一例，在v1為0度時v2為0度，由於兩者一致，因此err1=0，但是在v1為120度時v2為180度，兩者不同，在這種情況下產生err1=60度的誤差。
接著，具體說明表示該誤差的誤差資料24，如第4圖的(a)所示，誤差資料24是表示在檢測角度為v1度時實際角度為v2度，則誤差角度為(v2-v1)度的資料，是表示如下情形的資料：在檢測角度為0度的情況下實際角度為0度，則誤差角度也為0度；在檢測角度為120度的情況下實際角度為180度，則誤差角度為60度的資料；在檢測角度為240度、360度的情況下實際角度也分別為240度、360度，則誤差角度都為0度。當然，對於其他的角度也同樣地檢測角度、實際角度以及誤差角度直接相對應。此外，也可以將誤差資料24設為如下的資料：藉由設為僅使檢測角度與誤差值相對應的資料，而使檢測角度與實際角度間接地相對應。
接著，具體說明用於識別誤差資料24的識別資料25，如第4圖的(b)所示，識別資料25是對每個誤差資料24固有地附加的版本“SDK1.00”等的字串資料、識別資料25的哈希(Hash)值“a1b2c3d4e5”，是容量小於誤差資料24的容量的資料，藉由將這些資料中的一方之間或雙方之間進行比較，能夠判斷誤差資料24的同一性。
接著，說明電動機旋轉控制系統1的動作。當對控制手段3接通電源時，CPU 38開始執行未圖示的電動機驅動控制處理常式。
作為一例，說明執行電動機驅動控制處理常式而從外部輸入電動機21的旋轉控制指令的情況，CPU 38是從旋轉變壓器22獲取檢測角度，從非易失性記憶體44的誤差資料24中檢索與所獲取的檢測角度相一致的資料，從檢索出的資料來確定實際角度，依據所確定的實際角度和旋轉控制指令，經由電動機驅動部39來控制電動機21的旋轉。這樣，藉由執行電動機驅動控制處理常式，實現旋轉控制部31和實際角度確定部32。
另外，當對控制手段3接通電源時，CPU 38是與上述電動機驅動控制處理常式獨立地並行地開始執行第5圖所示的取入決定執行處理常式。
當執行取入決定執行處理常式時，首先，CPU 38判斷是否能夠與記憶板5進行通信(A1)。在判斷為無法進行通信的情況下(A1：“否”)，CPU 38是結束本常式的執行。另一方面，在A1的處理中判斷為能夠進行通信的情況下(A1：“是”)，CPU 38是與記憶板5進行通信，獲取記憶板5的ROM 54所存儲的識別資料25和控制手段3的非易失性記憶體44所存儲的識別資料25(A2)。然後，CPU 38是判斷兩個識別資料25是否相同(A3)。在判斷為兩個識別資料25相同的情況下(A3：“是”)，CPU 38是結束本常式的執行。這樣，藉由執行A1~A3的處理來實現取入決定部34。
另一方面，在A3的處理中判斷為兩個識別資料25不相同(不同)的情況下(A3：“否”)，CPU 38是與記憶板5進行通信，讀出並取入記憶板5的ROM 54的誤差資料24和識別資料25，並存儲到控制手段3的非易失性記憶體44中(A4)，結束本常式的執行。這樣，藉由執行A4的處理，來實現取入執行部33。
如上所述，本實施方式所關連的電動機旋轉控制系統1，其特徵為：具備：電動機單元2，其包括電動機21和對該電動機21的旋轉角度進行檢測的旋轉變壓器22；以及控制手段3，其以自由更換的狀態電連接至該電動機單元2，使用由旋轉變壓器22檢測出的檢測角度與實際角度之間的誤差資料24，由旋轉變壓器22的檢測角度來確定實際角度，依據確定出的實際角度來控制電動機21的旋轉，其中，電動機單元2具備預先存儲誤差資料24的電動機側記憶體23，控制手段3具有：控制側記憶體35，其存儲當確定量際角度時使用的誤差資料24；取入決定部34，其依據兩個記憶體的存儲，決定是否從電動機側記憶體23向控制側記憶體35取入誤差資料24；以及取入執行部33，其在由該取入決定部34決定要取入的情況下，取入電動機側記憶體23的誤差資料24並存儲到控制側記憶體35。
依照這種構成，在包括電動機21和旋轉變壓器22的電動機單元2中設置存儲有誤差資料24的電動機側記憶體23，依據電動機單元2和控制手段3的兩個記憶體的存儲來確定是否取入誤差資料24，由於控制手段3自動地將該誤差資料24取入並存儲到控制側記憶體35，因此能夠消除手動所引起的繁雜、錯誤的產生，能夠使控制手段3的誤差資料24與電動機單元2正確且適當地進行對應。
特別是，如果取入決定部34是在兩個記憶體的誤差資料24不同的情況下，決定取入誤差資料24，則由於僅在需要取入的情況下、即僅在兩個記憶體的誤差資料24不同的情況下，自動地取入誤差資料24，因此能夠防止當構成為自動取入誤差資料24時有可能無用地取入誤差資料。
並且，兩個記憶體是存儲有識別資料25，該識別資料25的容量小於誤差資料24的容量，該識別資料25用於識別這兩個記憶體各自存儲的誤差資料24，取入決定部34是在這些識別資料25不同的情況下，決定取入誤差資料24，在這種情況下，由於識別資料25的容量小於誤差資料24的容量，因此能夠縮短兩個記憶體的讀取所需的時間、電動機單元2與控制手段3之間的通信所需的時間，並能夠縮短判斷是否自動地取入誤差資料24所需的時間。
並且，如果取入決定部34是在接通電源時決定是否要取入誤差資料24，則由於在進行旋轉控制之前的階段、即電源接通時將與電動機單元2正確地對應的誤差資料24可靠地存儲到控制側記憶體35中，因此能夠可靠地防止依據使用沒有與電動機單元2正確地對應的誤差資料24而錯誤地確定的實際角度來進行旋轉控制。
以上說明了本發明的一個實施方式，但是各部分的具體構成並不限定於上述實施方式。
例如，在上述實施方式所涉及的電動機旋轉控制系統1中，將取入決定部34和取入執行部33設置在控制手段3中，但是在第6圖所示的其他實施方式所關連的電動機旋轉控制系統11中，將取入決定部134和取入執行部133不設置在控制手段13中，而是設置在電動機單元12中。這些取入決定部134和取入執行部133是藉由記憶板5的CPU 51執行與第5圖所示的取入決定執行處理常式大致同樣的取入決定執行處理常式來實現的。此外，第5圖所示的實施方式的取入決定執行處理常式與第6圖所示的其他實施方式的取入決定執行處理常式之間的不同點在於，在A1的處理中判斷是否能夠與控制手段進行通信。這樣，只要適當地因應於最適當的設計來將取入決定部(34、134)和取入執行部(33、133)設置在控制手段(3、13)和電動機單元(2、12)中的至少一個中即可。
此外，各部分的具體構成並不限定於上述實施方式，能夠在不脫離本發明的宗旨的範圍內進行各種變形。
1、11．．．電動機旋轉控制系統
2、12．．．電動機單元
3、13．．．控制手段
5．．．記憶板(memory board)
54．．．記憶板的ROM(電動機側記憶體)
21．．．電動機
22．．．旋轉變壓器
23．．．電動機側記憶體
24．．．誤差資料
25．．．識別資料
31．．．旋轉控制部
32．．．實際角度確定部
33、133．．．取入執行部
34、134．．．取入決定部
35．．．控制側記憶體
44．．．非易失性記憶體(控制側記憶體)
第1圖是本發明的一個實施方式所關連的電動機旋轉控制系統的功能方塊圖。
第2圖是該電動機旋轉控制系統的更詳細的構成圖。
第3圖是表示由旋轉變壓器檢測出的旋轉角度與實際角度之間的誤差的說明圖。
第4圖是表示誤差資料和識別資料的一例的說明圖。
第5圖是表示由該電動機旋轉控制系統的控制手段執行的取入決定執行處理常式的流程圖。
第6圖是本發明的其他實施方式所關連的電動機旋轉控制系統的功能方塊圖。
1．．．電動機旋轉控制系統
2．．．電動機單元
3．．．控制手段
21．．．電動機
22．．．旋轉變壓器
23．．．電動機側記憶體
24．．．誤差資料
25．．．識別資料
31．．．旋轉控制部
32．．．實際角度確定部
33．．．取入執行部
34．．．取入決定部
35．．．控制側記憶體

Claims (2)

  1. 一種電動機旋轉控制系統，其特徵為：具備：電動機單元，其包括電動機和對該電動機的旋轉角度進行檢測的旋轉變壓器；以及控制手段，其以自由更換的狀態電性連接至該電動機單元，使用由上述旋轉變壓器檢測出的檢測角度與實際角度之間的誤差資料，由上述旋轉變壓器的檢測角度來確定實際角度，依據所確定的實際角度來控制上述電動機的旋轉，其中，上述電動機單元具備電動機側記憶體，該電動機側記憶體預先存儲與上述電動機一對一地對應之上述誤差資料、及容量小於上述誤差資料的容量且為用來識別該誤差資料之固有的識別資料，上述控制手段具備控制側記憶體，該控制側記憶體存儲當確定實際角度時使用的上述誤差資料與上述識別資料，上述電動機單元和上述控制手段中的至少一方具有：取入決定部，其依據上述電動機側記憶體和上述控制側記憶體的存儲，決定是否從上述電動機側記憶體向上述控制側記憶體取入上述誤差資料；以及取入執行部，其在由該取入決定部決定要取入的情況下，取入上述電動機側記憶體的誤差資料及識別資料來存儲到上述控制側記憶體中，上述取入決定部，在上述電動機側記憶體所存儲的識 別資料和上述控制側記憶體所存儲的識別資料一致的情況下，判斷上述控制側記憶體的誤差資料與目前連接至上述控制手段之上述電動機單元的電動機為一對一地對應，而決定不取入上述誤差資料；在上述電動機側記憶體所存儲的識別資料和上述控制側記憶體所存儲的識別資料不同的情況下，判斷上述控制側記憶體的誤差資料與目前連接至上述控制手段之上述電動機單元的電動機並非為一對一地對應，而決定取入上述誤差資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電動機旋轉控制系統，其中，上述取入決定部在電源接通時決定是否要取入上述誤差資料。
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