(57)【要約】【課題】  角度位置検出回路の回路定数のばらつきを低減する。【解決手段】  本発明の調整方法は、レゾルバ（４０）から出力される電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧変換器（１３）を備えた角度位置検出回路（２０）の調整方法であって、複数の半固定抵抗によって構成された電流／電圧変換器（１３）に擬似レゾルバ信号を供給し、電流／電圧変換器（１３）から出力される電圧信号のバランスがとれるように複数の半固定抵抗の抵抗値を調整する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レゾルバの角度位置を検出する角度位置検出回路の調整方法であって、複数の半固定抵抗によって構成された電流／電圧変換器に擬似レゾルバ信号を供給し、前記電流／電圧変換器から出力される電圧信号を前記複数の半固定抵抗の抵抗値で調整する、調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載の角度位置検出回路の調整方法であって、前記複数の半固定抵抗の抵抗値を調整することにより、前記電流／電圧変換器から出力される電圧信号を全て等しくする、調整方法。
【請求項３】
レゾルバの角度位置を検出する角度位置検出回路であって、複数の半固定抵抗によって構成された電流／電圧変換器を備え、前記電流／電圧変換器は前記半固定抵抗に擬似レゾルバ信号が供給されることにより、前記電流／電圧変換器から出力される電圧信号を前記複数の半固定抵抗の抵抗値で調整可能に構成されている、角度位置検出回路。
【請求項４】
請求項３に記載の角度位置検出回路であって、前記電流／電圧変換器は前記複数の半固定抵抗の抵抗値を調整することにより、前記電流／電圧変換器から出力される電圧信号が全て等しくなるように構成されている、角度位置検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレゾルバから出力される電流信号を電圧信号に変換して角度位置を検出する角度位置検出回路の調整方法に関し、特に、角度位置検出回路の回路定数のばらつきを補正するための改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
減速器を介さずに負荷を直接駆動するＤＤモータ（ダイレクトドライブモータ）はバックラッシュ、ロストモーションのない高精度な位置決めが可能であるため、ＮＣ工作機などのインデックステーブル、搬送装置、組み立て装置のロボットアームなどの各種の用途に用いられており、より小型で高精度な位置決めを可能とするＤＤモータの開発が検討されている。ＤＤモータの角度位置を高精度に検出するための手段として、例えば特開平１１−６４０３９号公報には、レゾルバから出力される位置検出信号を変換して位置検出データを生成する位置検出回路を含む制御装置に内蔵された第１の記憶手段に当該位置検出回路に固有の誤差を補正するための第１の補正データを記憶させておくとともに、レゾルバを駆動させるアクチュエータに内蔵された第２の記憶手段に当該アクチュエータに固有の誤差を補正するための第２の補正データを記憶させておき、第１の補正データと第２の補正データを併用して位置検出データを補正する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６４０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような構成では制御装置等に記憶手段を組み込む必要があるため、部品点数が増大し、構成が複雑になるとともにコストが高くなる。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、回路定数及びリード線、導箔パターン等のばらつきを低減できる角度位置検出回路及びその調整方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の調整方法は、レゾルバの角度位置を検出する角度位置検出回路の調整方法であって、複数の半固定抵抗によって構成された電流／電圧変換器に擬似レゾルバ信号を供給し、電流／電圧変換器から出力される電圧信号を複数の半固定抵抗の抵抗値で調整する。この方法により、角度位置検出回路の回路定数のばらつきを簡易に補正できる。
【０００７】
本発明の調整方法において、複数の半固定抵抗の抵抗値を調整することにより、電流／電圧変換器から出力される電圧信号を全て等しくするのが望ましい。この方法により、回路定数のばらつきによる検出誤差を最小限に抑えることができる。
【０００８】
本発明の角度位置検出回路は、レゾルバの角度位置を検出する角度位置検出回路であって、複数の半固定抵抗によって構成された電流／電圧変換器を備え、電流／電圧変換器は半固定抵抗に擬似レゾルバ信号が供給されることにより、電流／電圧変換器から出力される電圧信号を複数の半固定抵抗の抵抗値で調整可能に構成されている。この構成により、角度位置検出回路の回路定数のばらつきを簡易に補正できる。
【０００９】
本発明の角度位置検出回路において、電流／電圧変換器は複数の半固定抵抗の抵抗値を調整することにより、電流／電圧変換器から出力される電圧信号が全て等しくなるように構成されているのが望ましい。この構成により、回路定数のばらつきによる検出誤差を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば角度位置検出回路の回路定数のばらつきを簡易に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２は本実施形態のドライブユニットの回路構成を示している。同図に示すようにドライブユニット１０は、数ｋＨｚ程度の励磁信号（正弦波信号）を出力する発信器１１と、励磁信号を適度な信号レベルに増幅してレゾルバ４０に供給する増幅器１２と、レゾルバ４０から出力される電流信号を電圧信号（３相信号）に変換する電流／電圧変換器１３と、３相信号を２相信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）に変換する３相／２相変換器１４と、発信器１１から出力される励磁信号の位相を遅らせて２相信号のキャリア信号の位相と同期させたＲｅｆ信号（ｓｉｎωｔ）を生成する移相器１５と、２相信号をデジタル角度信号φに変換するとともに発信器１１の発振角周波数による同期整流後のアナログ速度信号を生成するＲ／Ｄ変換器（レゾルバ・デジタル・コンバータ）１６と、デジタル角度信号φからＤＤモータ５０の回転角度位置を演算してその回転角度位置信号を出力するＣＰＵ１７と、ＣＰＵ１７からの回転角度位置信号（指令信号）を受けてＤＤモータ５０を駆動するパワーアンプ１８を備えて構成されている。電流／電圧変換器１３はＡ相、Ｂ相、及びＣ相のレゾルバ信号を検出するためのセンス抵抗器Ｒ１〜Ｒ３を備えている。上述した電流／電圧変換器１３、３相／２相変換器１４、移相器１５、及びＲ／Ｄ変換器１６によって角度位置検出回路２０が構成されている。更に、発信器１１、増幅器１２、及び角度位置検出回路２０によってサーボドライバ３０が構成されている。
【００１２】
図３は上述したＤＤモータ５０の回転角度位置を検出するためのレゾルバ４０の断面図を示している。同図に示すようにレゾルバ４０は、先端部に複数の極片歯４５を有する外歯状の極片４４を円周等分に複数有して固定支持されると共に各々の極片４４に相数３のコイルＣａ，Ｃｂ，Ｃｃを相毎に直列に巻回してなるステータ（固定子）４３と、極片歯４５に対向するように形成された内歯状の歯４２を円周方向に形成してなる中空環状のロータ（回転子）４１を備えて構成されるＶＲ型レゾルバである。Ａ相、Ｂ相及びＣ相の極片４４に巻回されるコイルＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの巻回方向は隣り合う同一相の極片４４において極性が反転するように調整されている。例えば、コイルの巻回方向を同一として電流の流れる方向が交互に逆向きとなるように結線するか、或いは結線方向は変えずにコイルの巻回方向を時計巻き（ＣＷ）と反時計巻き（ＣＣＷ）が交互に繰り返されるように調整されている。ロータ４１とステータ４３は同心配置されており、ロータ４１とステータ４３の間隙（エアギャップ）のリラクタンスがロータ４１の回転角度位置により変化し、ロータ４１の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が複数（ロータ歯数）周期となるように構成されている。コイルＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの共通端子に励磁信号が供給されると、各々のコイルＣａ，Ｃｂ，Ｃｃからはステータ４３に対するロータ４１の回転角度位置に応じた１２０°の電気角でずれたＡ相、Ｂ相及びＣ相の電流信号が出力される。ここではアウタロータタイプのレゾルバ４０を例示するが、インナロータタイプのものでもよい。
【００１３】
次に、角度位置検出回路２０に固有の回路定数のばらつき、例えば、電流／電圧変換器１３の抵抗値のばらつきを補正する手法について図１を参照しながら説明する。上述した電流／電圧変換器１３を構成するセンス抵抗器Ｒ１〜Ｒ３のうち、例えば、Ａ相レゾルバ信号を検出するセンス抵抗器Ｒ１は固定抵抗によって構成され、Ｂ相及びＣ相のレゾルバ信号を検出するセンス抵抗器Ｒ２及びＲ３は半固定抵抗（ボリューム）によって構成されている。電流／電圧変換器１３の抵抗値のばらつき補正を行うには、同図に示すようにレゾルバ４０に替えて擬似レゾルバ信号生成手段６０を角度位置検出回路２０に接続する。擬似レゾルバ信号生成手段６０は各相の直流成分及び交流成分のバランスがとれたレゾルバ信号（以下、擬似レゾルバ信号と称する。）を生成する回路である。擬似レゾルバ信号生成手段６０は、位相が１２０度ずれた３相正弦波信号を生成する３相信号発信手段６１と、発信器１１から出力される励磁信号を３相正弦波信号によって振幅変調することにより擬似レゾルバ信号を生成する変調手段６２とを備えている。３相信号発信手段６１はＡ相正弦波信号を出力するＡ相発信器６１ａと、Ａ相正弦波信号に対して位相が１２０度ずれたＢ相正弦波信号を出力するＢ相発信器６１ｂと、Ｂ相正弦波信号に対して位相が１２０度ずれたＣ相正弦波信号を出力するＣ相発信器６１ｃから成る。変調手段６２は発信器１１から出力される励磁信号をＡ相正弦波信号によって変調する変調器６２ａと、当該励磁信号をＢ相正弦波信号によって変調する変調器６２ｂと、当該励磁信号をＣ相正弦波信号によって変調する変調器６２ｃから成る。
【００１４】
ここで、図４は発信器１１から出力される励磁信号（ＤＣｓｉｎωｔ）の波形を示している。同様に、図５（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）はそれぞれＡ相発信器６１ａ、Ｂ相発信器６１ｂ、及びＣ相発信器６１ｃから出力されるＡ相正弦波信号、Ｂ相正弦波信号、及びＣ相正弦波信号の波形を示している。Ａ相正弦波信号、Ｂ相正弦波信号、及びＣ相正弦波信号の振幅及び周波数は同一であり、位相のみが１２０度異なる。図６（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）はそれぞれセンス抵抗器Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３にて検出されるＡ相レゾルバ信号、Ｂ相レゾルバ信号、及びＣ相レゾルバ信号を示している。各センス抵抗器Ｒ１〜Ｒ３によって検出されるレゾルバ信号φＡ〜φＣは下記のようになる。
φＡ＝（Ａdc＋Ａacｓｉｎθ）ｓｉｎωｔ  …（１）
φＢ＝（Ｂdc＋Ｂacｓｉｎ（θ−１２０））ｓｉｎωｔ  …（２）
φＣ＝（Ｃdc＋Ｃacｓｉｎ（θ−２４０））ｓｉｎωｔ  …（３）
各センス抵抗器Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値にばらつきがなく、バランスがとれていると仮定すると、（１）式〜（３）式において、Ａdc＝Ｂdc＝ＣdcかつＡac＝Ｂac＝Ｃacとなる。各センス抵抗器Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値及びリード線、導箔パターン等にばらつきがある場合には、角度位置検出回路２０の検出誤差要因となるので、Ａdc＝Ｂdc＝ＣdcかつＡac＝Ｂac＝Ｃacとなるようにセンス抵抗器Ｒ１を基準にセンス抵抗器Ｒ２及びＲ３の抵抗値を調整する（センス抵抗器Ｒ２及びＲ３の抵抗値をセンス抵抗器Ｒ１の抵抗値に合わせる。）。３相信号発信手段６１は市販の３相発信器等によって構成できるため、高調波成分を含まない理想的な擬似レゾルバ信号を生成することが可能である。検査工程において理想的な擬似レゾルバ信号を基準にセンス抵抗器Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値を均一化することで、検出誤差が低減された角度位置検出回路２０を具備するドライブユニット１０を量産できる。
【００１５】
尚、上述の説明においては、センス抵抗器Ｒ１のみを固定抵抗によって構成し、センス抵抗器Ｒ２及びＲ３を半固定抵抗によって構成する例を例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、全てのセンス抵抗器Ｒ１〜Ｒ３を半固定抵抗にしてもよい。また、本発明はセンス抵抗器Ｒ１〜Ｒ３のばらつき補正に限られるものではなく、抵抗器のばらつきが角度位置検出回路２０の誤差要因となるあらゆる箇所の抵抗器に適用できるものである。また、本実施形態では３相レゾルバ（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相につき１２０°毎）を例示したが、Ｎ相レゾルバを採用した場合であっても、半固定抵抗によって構成されたＮ個のセンス抵抗器Ｒ１〜ＲＮの抵抗値を調整することにより各相のレゾルバ信号の直流成分及び交流成分を均一にすることも可能である（Ｎは４以上の整数）。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】角度位置検出回路の回路定数のばらつき補正の概要を示す図である。
【図２】本実施形態のドライブユニットの回路構成を示す図である。
【図３】レゾルバの断面図である。
【図４】励磁信号の波形図である。
【図５】３相正弦波信号の波形図である。
【図６】レゾルバ信号の波形図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０…ドライブユニット  １１…発信器  １２…増幅器  １３…電流／電圧変換器  １４…３相／２相変換器  １５…移相器  １６…Ｒ／Ｄ変換器  １７…ＣＰＵ  １８…パワーアンプ  ２０…角度位置検出回路  ３０…サーボドライバ  ４０…レゾルバ  ５０…ＤＤモータ  ６０…擬似レゾルバ信号生成手段  ６１…３相信号発信手段  ６２…変調手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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