(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回転内の絶対角度を検出すると共に、多回転量をカウントする多回転式絶対値エンコーダ、および絶対値エンコーダから１回転内の絶対角度と多回転量を受信するモータ制御装置において、絶対値エンコーダ内に停電時に回転が停止するまでの時間以上絶対値エンコーダの電気的動作を保持しうる電源に接続されたコンデンサと、前記コンデンサの電圧が低下したことを検出する手段と、回転が停止したことを検出する手段と、不揮発性メモリを備え、モータ制御装置内に、停電時に回転が停止するまでの時間以上絶対値エンコーダからの１回転内の絶対角度および多回転量を受信動作を保持しうる電源に接続されたコンデンサと、前記コンデンサの電圧が低下したことを検出する手段と、回転が停止したことを検出する手段と、不揮発性メモリを備え、前記絶対値エンコーダは、停電後前記コンデンサの電圧がある一定電圧以下に低下した時、１回転内の絶対角度および多回転量と、回転が停止状態であるかどうかの回転情報を、前記不揮発性メモリに記憶保持するとともに、前記モータ制御装置は、停電後前記コンデンサの電圧がある一定電圧以下に低下した時、絶対値エンコーダから受信した１回転内の絶対角度および多回転量と、回転が停止状態であるかどうかの回転情報を、前記不揮発性メモリに記憶保持する第１ステップと、モータ制御装置の不揮発性メモリに記憶保持した後の次回電源投入時に、絶対値エンコーダは、絶対値エンコーダ内の不揮発性メモリ内の回転情報が停止状態であって、かつ不揮発性メモリ内の１回転内絶対角度と、あらたに検出した１回転内絶対角度を比較しその差が微少であった場合、不揮発性メモリ内の多回転量を有効とし、それ以外は無効として１回転内絶対角度および多回転量をモータ制御装置に送信し、モータ制御装置は、絶対値エンコーダよりあらたに受信した１回転内絶対角度および多回転量が有効であって、かつ不揮発性メモリ内の回転情報が停止状態であって、かつ不揮発性メモリ内の１回転内絶対角度および多回転量と、絶対値エンコーダよりあらたに受信した１回転内絶対角度および多回転量とを比較しその差が微少であった場合、絶対値エンコーダよりあらたに受信した１回転内絶対角度および多回転量を有効とし、それ以外は無効とする第２ステップを備えたことを特徴とする絶対値エンコーダを用いたモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用ロボットや各種産業用機器におけるサーボモータなどの制御で、停電時や電源遮断時の多回転式絶対値エンコーダの位置情報の保持方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種産業用機器はサーボモータが多用され、インクリメンタルエンコーダを用いた場合、停電や電源遮断を行った後の次回電源投入時に、再度原点復帰動作をする必要があった。また絶対値エンコーダを用いた場合でも停電や電源遮断中の位置情報の保持のために、外部にバックアップ電池を設けていた。
【０００３】
図２は、従来の多回転式絶対値エンコーダの構成を示した図である。フォトＬＥＤ３より発した光は、回転ディスク２に刻まれたスリットを透過し、フォトトランジスタ４で受光され、制御回路８により１回転内の絶対角度を検出し、カウンタにて１回転１パルスの信号を計数し多回転量が生成される。制御回路８は１回転内絶対角度および多回転データをモータ制御装置にシリアル通信などを用いて逐次送信する。
【０００４】
また外部にバックアップ電池２０を設け絶対値エンコーダに給電し、停電や電源遮断中に外力などにてエンコーダが回転した場合でも１回転内の絶対角度の検出を可能とし、多回転量の保持も行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の絶対値エンコーダではバックアップ電池を設ける必要があり、またある一定時間経過後はバックアップ電池の消耗により機能を果たさなくなり、バックアップ電池の交換などの保守作業が必要であった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、バックアップ電池を必要としない絶対値エンコーダを提供し、停電や電源遮断後の次回電源投入時の原点復帰動作を不要とする各種産業用機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために本発明は、停電や電源遮断後に、絶対値エンコーダにて１回転内の絶対角度および多回転量と、回転が停止状態であるかどうかの回転情報を、コンデンサの電圧が低下した後、不揮発性メモリに記憶保持し、またモータ制御装置も同様に１回転内の絶対角度および多回転量と、回転が停止状態であるかどうかの回転情報を、不揮発性メモリに記憶保持し、次回電源投入時に、絶対値エンコーダは、不揮発性メモリ内の１回転内絶対角度と、あらたに検出した１回転内絶対角度を、モータ制御装置は絶対値エンコーダよりあらたに受信した１回転内絶対角度および多回転量を比較し位置情報を決定するものであり、バックアップ電池がない場合でも、絶対値エンコーダの１回転内絶対角度および多回転量を保持することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記従来の課題を解決するために本発明は、絶対値エンコーダ内に停電時に回転が停止するまでの時間以上絶対値エンコーダの電気的動作を保持しうる電源に接続されたコンデンサと、前記コンデンサの電圧が低下したことを検出する手段と、回転が停止したことを検出する手段と、不揮発性メモリを備え、モータ制御装置内に、停電時に回転が停止するまでの時間以上絶対値エンコーダからの１回転内の絶対角度および多回転量を受信動作を保持しうる電源に接続されたコンデンサと、前記コンデンサの電圧が低下したことを検出する手段と、回転が停止したことを検出する手段と、不揮発性メモリを備え、前記絶対値エンコーダは、停電後前記コンデンサの電圧がある一定電圧以下に低下した時、１回転内の絶対角度および多回転量と、回転が停止状態であるかどうかの回転情報を、前記不揮発性メモリに記憶保持するとともに、前記モータ制御装置は、停電後前記コンデンサの電圧がある一定電圧以下に低下した時、絶対値エンコーダから受信した１回転内の絶対角度および多回転量と、回転が停止状態であるかどうかの回転情報を、前記不揮発性メモリに記憶保持する第１ステップと、モータ制御装置の不揮発性メモリに記憶保持した後の次回電源投入時に、絶対値エンコーダは、絶対値エンコーダ内の不揮発性メモリ内の回転情報が停止状態であって、かつ不揮発性メモリ内の１回転内絶対角度と、あらたに検出した１回転内絶対角度を比較しその差が微少であった場合、不揮発性メモリ内の多回転量を有効とし、それ以外は無効として１回転内絶対角度および多回転量をモータ制御装置に送信し、モータ制御装置は、絶対値エンコーダよりあらたに受信した１回転内絶対角度および多回転量が有効であって、かつ不揮発性メモリ内の回転情報が停止状態であって、かつ不揮発性メモリ内の１回転内絶対角度および多回転量と、絶対値エンコーダよりあらたに受信した１回転内絶対角度および多回転量とを比較しその差が微少であった場合、絶対値エンコーダよりあらたに受信した１回転内絶対角度および多回転量を有効とし、それ以外は無効とする第２ステップを備えることにより、バックアップ電池がない場合でも、絶対値エンコーダの１回転内絶対角度および多回転量を保持することができるものである。
【０００９】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１において、１は絶対値エンコーダであり、１０はそのモータ制御装置、２は回転ディスク、３はフォトＬＥＤ、４はフォトトランジスタ、５は不揮発性メモリ、６は絶対値エンコーダの電源に接続されたコンデンサ、７はコンデンサ６の電圧検出器、８は１回転内絶対角度や多回転量の生成、回転検出、不揮発性メモリ５への記憶保持やデータの読み出し、モータ制御装置１０へのデータ送信などを行う絶対値エンコーダ内の制御回路である。
【００１１】
１０はモータ制御装置、１５は不揮発性メモリ、１６はモータ制御装置の制御回路の電源に接続されたコンデンサ、１７はコンデンサの電圧検出器、１８は絶対値エンコーダから１回転内絶対角度や多回転量の受信、回転検出、不揮発性メモリ１５への記憶保持やデータの読み出しなどを行うモータ制御装置内の制御回路である。
【００１２】
フォトＬＥＤ３より発した光は、回転ディスク２に刻まれたスリットを透過し、フォトトランジスタ４で受光され、制御回路８により１回転内絶対角度および多回転データが生成される。制御回路８は１回転内絶対角度および多回転データをモータ制御装置にシリアル通信などを用いて逐次送信する。
【００１３】
ここで停電や電源遮断が発生した場合、まずモータ制御装置１０は、モータや機器をブレーキなど制動手段にて停止させる動作を行う。または摩擦などにより停電後一定時間経過すれば機器は停止する。
【００１４】
コンデンサ６はモータ制御装置１０より供給された電荷で充電されており、機器停止までの一定時間以上絶対値エンコーダ１の動作に必要な電力を供給することができる。
【００１５】
コンデンサ６の容量は通常長時間絶対値エンコーダの動作を保証する電荷を貯えられるように設計され、機器停止までの時間より十分長いものである。
【００１６】
したがって制御回路８は、停電後に機器が惰走後停止しても、１回転内絶対角度および多回転データを正確に長時間保持することができる。
【００１７】
停電後コンデンサ６に貯えられた電荷が、絶対値エンコーダ１の動作にて消費され、電圧が低下すると、コンデンサの電圧検出器７が電圧低下を検出する。この時制御回路８は、保持していた１回転内絶対角度および多回転データと、その時の絶対値エンコーダが回転しているか停止しているかの情報を不揮発性メモリ５に記憶保持する。コンデンサの電圧検出器７が電圧低下を検出するレベルは、絶対値エンコーダ１の動作が保証されるレベルである。その後コンデンサ６に貯えられた電荷がさらに消費され、絶対値エンコーダ１は動作を停止することになる。
【００１８】
次回電源投入された時、制御回路８は１回転内絶対角度を生成するが多回転データは破壊された状態である。この時不揮発性メモリ５に記憶保持されていた１回転内絶対角度と、あらたに生成された１回転内絶対角度情報を比較し、その差が微少であった場合で、かつ記憶保持した時点にて回転情報が停止の場合、制御回路８は不揮発性メモリ５に記憶保持されていた多回転量を採用し以降の動作を再開する。
【００１９】
それ以外の場合、制御回路８は異常としてモータ制御装置１０に送信する。
この時の差が微少とは、機器やその取り付けられるブレーキのバックラッシュにより決定されるが、多くとも絶対値エンコーダにて１／２回転の差以内である。
【００２０】
モータ制御装置１０は、電源が投入された状態では、絶対値エンコーダ１より１回転内絶対角度および多回転データをモータ制御装置にシリアル通信などを用いて逐次受信しその情報にて機器を制御している。
【００２１】
モータ制御装置１０は、絶対値エンコーダ１と同様に、ここで停電や電源遮断が発生した場合、まずモータや機器をブレーキなど制動手段にて停止させる動作を行う。
【００２２】
コンデンサ１６はそれまでに供給された電荷で充電されており、機器停止までの一定時間以上モータ制御装置１０の絶対値エンコーダ１からの受信や動作に必要な電力を供給することができる。
【００２３】
コンデンサ１６の容量はコンデンサ６同様機器停止までの時間より十分長いものである。
【００２４】
したがって制御回路１８は、制御回路８同様、１回転内絶対角度および多回転データを正確に一定時間保持することができる。
【００２５】
停電後コンデンサ１６に貯えられた電荷が、制御回路１８の動作などにて消費され、電圧が低下すると、コンデンサの電圧検出器１７が電圧低下を検出する。この時制御回路１８は、保持していた１回転内絶対角度および多回転量と、その時絶対値エンコーダが回転しているか停止しているかの情報を不揮発性メモリ１５に記憶保持する。コンデンサの電圧検出器１７が電圧低下を検出するレベルは、制御回路１８の動作が保証されるレベルである。その後コンデンサ１６に貯えられた電荷がさらに消費され、モータ制御装置１０は動作を停止することになる。
【００２６】
次回電源投入された時、制御回路１８は絶対値エンコーダ１から１回転内絶対角度と多回転量を受信する。絶対値エンコーダから異常として受信しなかった場合で、この時不揮発性メモリ１５に記憶保持されていた１回転内絶対角度および多回転量と絶対値エンコーダ１から受信した１回転内絶対角度および多回転量を比較し、その差が微少であった場合で、かつ記憶保持した時点にて回転情報が停止の場合、制御回路１８は絶対値エンコーダ１から受信した１回転内絶対角度と多回転量を採用し、モータ制御装置１０はこの位置情報より以降の動作を再開することができる。
【００２７】
それ以外の場合はモータ制御装置１０は位置情報が異常だとして、機器を原点復帰するなどして再度正確な位置情報を得るための動作を行うこととなる。
【００２８】
通常産業用ロボットや各種産業用機器は、停電や電源遮断時には外部ブレーキなどにより、位置が固定保持されている場合が多く、再度原点復帰などが必要となる可能性は大変低いものである。
【００２９】
このように、停電や電源遮断されたとき、絶対値エンコーダにて１回転内の絶対角度および多回転量と、回転が停止状態であるかどうかの回転情報を、不揮発性メモリに記憶保持し、またモータ制御装置も同様に記憶保持し、次回電源投入時に、不揮発性メモリ内の位置情報を用い決定するものであり、バックアップ電池がない場合でも、絶対値エンコーダの１回転内絶対角度および多回転量を保持することができる。
【００３０】
なお、本発明にバックアップ電池を用いた場合でも、バックアップ電池が消耗した後も、絶対値エンコーダの１回転内絶対角度および多回転量を保持することができる。
【００３１】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように本発明によれば、バックアップ電池がない場合でも、絶対値エンコーダの１回転内絶対角度および多回転量を保持することができ、バックアップ電池の交換などの保守作業が不要で、停電や電源遮断後の再電源投入時の原点復帰動作を不要とする各種産業用機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の説明図
【図２】従来の多回転式絶対値エンコーダの構成図
【符号の説明】
１  絶対値エンコーダ
５  不揮発性メモリ
６  コンデンサ
７  電圧検出器
８  絶対値エンコーダ内の制御回路
１０  モータ制御装置
１５  不揮発性メモリ
１６  コンデンサ
１７  電圧検出器
１８  モータ制御装置内の制御回路
【図１】
0003596302.tif 000002
【図２】
0003596302.tif 000003