TWM656650U - 伺服馬達的零點檢測裝置及伺服驅動器 - Google Patents
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Abstract
本創作為一種伺服馬達的零點檢測裝置及伺服驅動器，包括檢測單元、鎖相單元及供電單元。供電單元接受電流訊號，並連接在鎖相單元與伺服馬達之間。鎖相單元輸出指定相位角度的相位命令到供電單元，使得供電單元依據電流訊號與相位命令產生轉動命令到伺服馬達。伺服馬達依照轉動命令控制伺服馬達的轉子轉動。而檢測單元連接伺服馬達的編碼器，並接收編碼訊號，編碼器輸出的編碼訊號為表示伺服馬達的轉子的轉動角度，且檢測單元會檢測轉動角度與指定相位角度是否一致，並輸出檢測的轉動角度與指定相位角度一致或不一致的檢測訊號。
Description
本創作有關於伺服馬達，尤其是伺服馬達的零點檢測裝置及伺服驅動器。
隨著伺服馬達的控制技術的蓬勃發展，伺服馬達已成為高精度加工設備中一個關鍵的部分。伺服馬達依賴於高解析度的編碼器，用於精確測量和控制馬達的位置和速度，這是一種不可或缺的元件。因此，在伺服馬達組裝過程中，確定編碼器的零點位置是一項極其重要的工作。
參照圖1所示，傳統上，當製作組裝完成伺服馬達時，首先需要一個直流電源供應設備12輸出固定相位的電源給伺服馬達13。然後，使用編碼器零點檢測儀器11來檢測編碼器14的零點位置。這個過程對於確保伺服馬達13的精確性和可靠性至關重要。
然而，這種傳統的編碼器檢測方法，在日後維修及馬達零點偏移時會遇到一些挑戰。這些挑戰包括在檢測零點位置時，必須使用專業設備和需要具備專業知識的電氣技術人員進行一步一步手動操作才可進行零點位置檢測。這不僅增加了維修的複雜性，還可能導致人力和物力的浪費，並帶來許多不便。因此，尋找更簡便、高效的零點檢測方法成為了當前的一個重要課題。
有鑑於先前技術的問題，本創作之主要目的在於提供一種伺服驅動器的零點檢測裝置，尤其是不使用電源供應設備與編碼器檢測儀器，也不需要具備專業知識的電氣技術人員就，即可實現零點位置檢測。
根據上述的目的，本創作為一種伺服馬達的零點檢測裝置，包括檢測單元、鎖相單元及供電單元，供電單元接受電流訊號，並連接在鎖相單元與伺服馬達之間，鎖相單元輸出指定相位角度的相位命令到供電單元，使得供電單元依據電流訊號與相位命令產生轉動命令到伺服馬達，伺服馬達依照轉動命令控制伺服馬達的轉子轉動，而檢測單元連接伺服馬達的編碼器，並接收編碼訊號，編碼器輸出的編碼訊號為表示伺服馬達的轉子的轉動角度，且檢測單元會檢測轉動角度與指定相位角度是否一致，並輸出檢測的轉動角度與指定相位角度一致或不一致的檢測訊號。
根據上述的目的，本創作為一種伺服驅動器，包括控制器、通訊連接器及供電連接器及前述的零點檢測裝置，通訊連接器連接在伺服馬達與零點檢測裝置的檢測單元之間，用以傳送編碼訊號到檢測單元。供電連接器連接在供電單元與伺服馬達之間，控制器連接鎖相單元與供電單元，用以輸出相位命令到鎖相單元，以及輸出電流訊號到供電單元。
本創作之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本創作之內容而進行多種之改變與修改。
如圖2所示，本創作為一種伺服馬達3的零點檢測裝置，零點檢測裝置2包括檢測單元20、鎖相單元22及供電單元24，供電單元24接受電流訊號
，並連接在鎖相單元22與伺服馬達3之間，鎖相單元22輸出指定相位角度的相位命令
到供電單元24，使得供電單元24依據電流訊號
及相位命令
產生轉動命令到伺服馬達3，伺服馬達3依照轉動命令控制伺服馬達3的轉子轉動，而檢測單元20連接伺服馬達3的編碼器30，並接收編碼訊號
，編碼器30輸出的編碼訊號
為表示伺服馬達3的轉子的轉動角度，且檢測單元20會檢測轉動角度與指定相位角度是否一致，並輸出表示的轉動角度與指定相位角度一致或不一致的檢測訊號。
在本創作中，如圖3所示，伺服馬達3的零點檢測裝置還包括一常規驅動迴路4，常規驅動迴路4連接編碼器30，而鎖相單元22包括鎖相驅動迴路220及切換開關222，切換開關222切換成供電單元24連接鎖相驅動迴路220之狀態，或切換成供電單元24連接常規驅動迴路4之狀態。在切換開關222切換到供電單元24連接鎖相驅動迴路220之狀態下，將相位命令
傳送到供電單元24。另在切換開關222切換到供電單元24連接常規驅動迴路4的之狀態下，由常規驅動迴路4接收編碼訊號
，並根據編碼訊號
產生常規驅動到供電單元24，以對伺服馬達3進行閉迴路的回授控制，用以精準地控制伺服馬達3的轉動。
如圖3及圖4所示，本創作為一種伺服驅動器，伺服驅動器5包括控制器50、通訊連接器52及供電連接器54及前述的零點檢測裝置2，通訊連接器52連接在伺服馬達3的編碼器30與檢測單元20之間，供電連接器54連接在供電單元24與伺服馬達3之間，控制器50連接鎖相單元22與供電單元24，用以輸出相位命令
到鎖相單元22，以及輸出電流訊號
到供電單元24。
在本創作中，該相位命令
為指定相位角度為三相電源的U相的相位為零。電流訊號
為轉矩命令。伺服馬達3依照轉動命令控制伺服馬達3的轉子以定轉矩轉動。
如圖5所示，伺服馬達3的編碼器30為通訊型編碼器30，其零點檢測功能透過韌體程式在控制器50(例如：Digital Signal Processor)中執行，包括下列步驟：
(S501)開始；
(S502)切換開關222是否切換為供電單元24連接鎖相驅動迴路220，若是進行步驟(S503)，否則進行步驟(508)；
(S503)根據電流訊號
及相位命令
產生轉動命令到伺服馬達3，用以驅動伺服馬達3的轉子，在此實施例中相位命令
為三相電源訊號中的U相訊號移動至相位為0度位置：
(S504)判斷三相電源訊號中的U相訊號移動至相位為0度位置，若是進行步驟(S505)，否則進行步驟(S503)；
(S505)當三相電源訊號中的U相訊號移動至相位為0度位置表示結束相序移動程序，也就是停止輸出相位命令
，再判斷檢測單元20檢測伺服馬達3的轉動角度與指定相位角度是否一致，若是進行步驟(S506)，否則進行步驟(S507)；
(S506)當檢測單元20檢測伺服馬達3的轉動角度與指定相位角度為一致，發出檢測為正確的檢測訊號；
(S507)當檢測單元20檢測伺服馬達3的轉動角度與指定相位角度為不一致，發出檢測為不正確的檢測訊號；
(S508)切換開關222即為切換到供電單元24連接常規驅動迴路4的狀態，由常規驅動迴路4接收編碼訊號
，並根據編碼訊號
產生常規驅動到供電單元24，以對伺服馬達3進行閉迴路的回授控制，用以精準地控制伺服馬達3的轉動。
綜上所述，本創作零點檢測裝置，改善了習知技術當中，需要提供編碼器30檢測儀器與電源供應器等專業設備，且需具有專業知識的電氣技術人員才能夠進行檢測編碼器30零點的問題。本創作只需將配線連接至伺服馬達3，能夠簡化接線方式、簡化操作步驟與不需要專業設備，並且提升編碼器30零點檢測的方便性。
本創作，任何熟習此技術者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11:編碼器零點檢測儀器
12:直流電源供應設備
13、3:伺服馬達
14、30:編碼器
2:零點檢測裝置
20:檢測單元
22:鎖相單元
220:鎖相驅動迴路
222:切換開關
24:供電單元
:電流訊號
:相位命令
:編碼訊號
4:常規驅動迴路
5:伺服驅動器
50:控制器
52:通訊連接器
54:供電連接器
圖1為傳統零點檢測儀器、直流電源供應設備與伺服馬達的架構示意圖；
圖2為本創作的零點檢測裝置之方塊示意圖；
圖3為本創作的零點檢測裝置與常規驅動迴路之方塊示意圖；
圖4為本創作伺服驅動器與伺服馬達的示意圖；
圖5為本創作檢測流程示意圖。
2:零點檢測裝置
20:檢測單元
22:鎖相單元
24:供電單元
3:伺服馬達
30:編碼器
θ e :編碼訊號
Claims (8)
- 一種伺服馬達的零點檢測裝置，包括：一鎖相單元，輸出一相位命令，該相位命令為一指定相位角度；一供電單元，連接該鎖相單元，並接受一電流訊號，且依據該相位命令產生一轉動命令到一伺服馬達，該伺服馬達依照該轉動命令控制該伺服馬達的一轉子轉動；一檢測單元，連接該伺服馬達的一編碼器，並接收該編碼器所輸出的一編碼訊號，該編碼訊號為表示該伺服馬達的該轉子的一轉動角度，且該檢測單元會檢測該轉動角度與該指定相位角度是否一致，並輸出檢測的該轉動角度與該指定相位角度為一致或不一致的一檢測訊號。
- 如請求項1所述的零點檢測裝置，其中該相位命令為該指定相位角度為三相電源的U相的相位為零。
- 如請求項1所述的零點檢測裝置，其中該轉動命令為脈波寬度調變訊號。
- 如請求項1所述的零點檢測裝置，其中該伺服馬達依照該轉動命令控制該伺服馬達的該轉子以定轉矩轉動。
- 一種伺服驅動器，包括：一如請求項1所述的零點檢測裝置；一控制器，連接該鎖相單元與該供電單元，用以輸出該相位命令到該鎖相單元，以及輸出該電流訊號到該供電單元；及一通訊連接器，該通訊連接器連接在該伺服馬達與該檢測單元之間，用以傳送該編碼訊號到該檢測單元。
- 如請求項5所述的伺服驅動器，其中該相位命令為該指定相位角度為三相電源的U相的相位為零。
- 如請求項5所述的伺服驅動器，其中該轉動命令為脈波寬度調變訊號。
- 如請求項5所述的伺服驅動器，其中該伺服馬達依照該轉動命令控制該伺服馬達的該轉子以定轉矩轉動。
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2024
- 2024-01-29 TW TW113201039U patent/TWM656650U/zh unknown
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