(57)【要約】【課題】エンコーダ交換後の取り付け確認を容易にし、誤った取り付けによる装置の破壊を防ぐことができ、エンコーダを使用するシステムの信頼性を著しく向上することのできるサーボモータとエンコーダの位置合わせ確認方法およびエンコーダ交換確認機能付きサーボモータ制御装置を提供する。【解決手段】サーボモータの３相巻線に電流を流さずに、エンコーダの出力位置ａを読み取り（Ｓ１）、現在の位置ａでのサーボモータの電気角を計算し（Ｓ２）、前記位置において、サーボモータが停止すべき位相の３相の電流を３相巻線に流し（Ｓ３）、流した電流によりサーボモータが回転して停止した位置ｂを読み取り（Ｓ４）、位置ａと位置ｂとの差ｃを求め（Ｓ５）、差ｃが予め設定した基準値ｒより大きいときはアラームを出力し、大きくないときは交換終了とする（Ｓ６〜Ｓ８）。【選択図】  図１
2005295624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコーダ付き３相巻線を有するサーボモータのエンコーダ交換後におけるサーボモータとエンコーダの位置合わせ確認方法であって、
まず、前記サーボモータの３相巻線に電流を流さずに、前記エンコーダから出力される位置信号から、現在の位置ａでのサーボモータの電気角を計算する工程と、
前記位置において、前記サーボモータが停止すべき位相の３相の電流を前記３相巻線に流す工程と、
前工程で流した電流により前記サーボモータが回転して停止した位置ｂを読み取る工程と、
前記位置ａと位置ｂとの差ｃを求める工程と、
前記差ｃが予め設定した基準値ｒより大きいときはアラームを出力し、大きくないときは交換終了とする工程と
を有するサーボモータとエンコーダの位置合わせ確認方法。
【請求項２】
エンコーダ付き３相巻線を有するサーボモータのエンコーダ交換後におけるエンコーダ交換確認機能付きサーボモータ制御装置であって、
前記サーボモータの３相巻線に電流を流さずに、前記エンコーダから出力される位置信号から、現在の位置ａでのサーボモータの電気角を計算する手段と、
前記位置において、前記サーボモータが停止すべき位相の３相の電流を前記３相巻線に流す手段と、
前記３相巻線に流した電流により前記サーボモータが回転して停止した位置ｂを読み取る手段と、
前記位置ａと位置ｂとの差ｃを求める手段と、
前記差ｃが予め設定した基準値ｒより大きいときはアラームを出力し、大きくないときは交換終了とする手段と
を備えたことを特徴とするエンコーダ交換確認機能付きサーボモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ付きサーボモータのエンコーダを交換したときの、サーボモータとエンコーダの位置合わせ確認方法およびエンコーダ交換確認機能付きサーボモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボモータの回転位置を高精度で検出するために、ロータリエンコーダ（以下、単に「エンコーダ」という）が付設される。エンコーダは、サーボモータの絶対位置を出力する絶対位置信号と、サーボモータの１回転毎に出力されるＺパルスと、回転子の回転位置に応じて出力される位相パルスＡ，Ｂとが出力される。エンコーダ付きサーボモータは、工場出荷時には、サーボモータの回転子とエンコーダのＺパルスの位相合わせが治具を用いて正確に調整されている。
ところで、ユーザにおいては、保守や点検時にサーボモータからエンコーダを取り外して交換や再取付が必要な場合がある。このとき、サーボモータとエンコーダの位置合わせが必要となる。
【０００３】
図３に従来におけるエンコーダの交換方法を示す。
図３において、１はサーボモータ、２はシャフト、３はエンコーダ、４はカップリングである。
サーボモータ用エンコーダ３は、その出力信号がサーボモータ１の起電力（ＥＭＦ：Electro Magnetic Force）の位相に合うように取り付ける必要がある。製造時にはサーボモータ１とエンコーダ３の位相は正確に合わせて出荷されるが、メンテナンス時などにエンコーダ３を再取付ないし交換する場合を想定して、製造時にあらかじめシャフト２とエンコーダのカップリング４に、ケガキ線などの目印５，６をつけておき、その目印を合わせるように取付ないし交換すればＥＭＦに合った取り付けが可能になっている。
しかし、誤って、目印５，６がずれた位置で取り付けられた場合には、制御装置でＺパルスとサーボモータ１の位置が合わなくなるため、サーボモータ１が暴走する危険性がある。
【０００４】
従来例においては、エンコーダが正しく取り付けられたかどうかを確認する手段がなく、サーボモータを外部駆動させてＥＭＦとエンコーダの出力を比較するしか方法がなかった。
しかし、修理時などに、モータが設備に取り付けられた状態ではサーボモータを外部駆動させることは困難であり、確認せずに運転を始めた場合には、もし間違った位置で取り付けてそのまま動かした場合、位相がずれるため、モータが暴走する危険性があり、場合によっては産業用ロボットやＮＣ装置などの大型機械では装置の破壊につながるおそれがあった。
このような問題点を解消して、サーボモータとエンコーダとを正確に位相合わせする方法として、例えば特許文献１に開示されたものがある。
【０００５】
この特許文献１には、３相固定子巻線からなる３つの磁極と、磁石を有する回転子とを備えたモータ本体と、この回転子の回転位置を検出するロータリエンコーダとの交換後の位置合わせ方法であって、３つの磁極に基準磁極が０度で他の２つの磁極に基準磁極に対してそれぞれ１２０度ずつ位相差のある直流電圧を印加して磁極を直流励磁することにより、吊り合う位置で回転子を停止させ、回転子の停止角度を、ロータリエンコーダから出力される絶対位置信号から読み取り、回転子の停止角度位置とロータリエンコーダのＺパルスとの位相差を求め、この位置差を磁極オフセット値としてインバータに出力しモータを制御するブラシレスモータの位置合わせ方法が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前掲の特許文献１に記載された位置合わせ方法では、エンコーダ交換後の取り付け確認が困難であり、取り付けを誤り易いという問題があった。
そこで本発明は、エンコーダ交換後の取り付け確認を容易にし、誤った取り付けによる装置の破壊を防ぐことができ、エンコーダを使用するシステムの信頼性を著しく向上することのできるサーボモータとエンコーダの位置合わせ確認方法およびエンコーダ交換確認機能付きサーボモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するために、本発明の第１の構成は、エンコーダ付き３相巻線を有するサーボモータのエンコーダ交換後におけるサーボモータとエンコーダの位置合わせ確認方法であって、まず、前記サーボモータの３相巻線に電流を流さずに、前記エンコーダから出力される位置信号から、現在の位置ａでのサーボモータの電気角を計算する工程と、前記位置において、前記サーボモータが停止すべき位相の３相の電流を前記３相巻線に流す工程と、前工程で流した電流により前記サーボモータが回転して停止した位置ｂを読み取る工程と、前記位置ａと位置ｂとの差ｃを求める工程と、前記差ｃが予め設定した基準値ｒより大きいときはアラームを出力し、大きくないときは交換終了とする工程とを有する。
【０００９】
また、本発明の第２の構成は、エンコーダ付き３相巻線を有するサーボモータのエンコーダ交換後におけるエンコーダ交換確認機能付きサーボモータ制御装置であって、前記サーボモータの３相巻線に電流を流さずに、前記エンコーダから出力される位置信号から、現在の位置ａでのサーボモータの電気角を計算する手段と、前記位置において、前記サーボモータが停止すべき位相の３相の電流を前記３相巻線に流す手段と、前記３相巻線に流した電流により前記サーボモータが回転して停止した位置ｂを読み取る手段と、前記位置ａと位置ｂとの差ｃを求める手段と、前記差ｃが予め設定した基準値ｒより大きいときはアラームを出力し、大きくないときは交換終了とする手段とを備えたものである。
本発明の第１および第２の構成においては、エンコーダを使用したサーボモータにおいて、エンコーダ交換が必要になった場合に、エンコーダ交換後にサーボモータにある電流を流すことによって正しくエンコーダ交換ができたことを確認できる機能を持ち、交換を失敗した場合にはアラームを出し、交換ミスを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、サーボモータの３相巻線に電流を流さずに、エンコーダから出力される位置信号から、現在の位置ａでのサーボモータの電気角を計算し、前記位置において、サーボモータが停止すべき位相の３相の電流を３相巻線に流し、流した電流によりサーボモータが回転して停止した位置ｂを読み取り、位置ａと位置ｂとの差ｃを求め、差ｃが予め設定した基準値ｒより大きいときはアラームを出力し、大きくないときは交換終了とすることにより、エンコーダ交換後の取り付け確認を容易にし、誤った取り付けによる装置の破壊を防ぐことができ、エンコーダを使用するシステムの信頼性を著しく向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態による交換の手順を示すフロー図、図２はモータを停止させることのできるＥＭＦと電流の位相関係を示す波形図である。
まず、３相サーボモータは、図２のような位相関係で、決められた位相の電流を流すことによって、ある決まった位置に停止させることができる。すなわち、図２（ａ）に示すように、サーボモータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の巻線に誘起されるＥＭＦはＵ相はｃｏｓθ、Ｖ相はｃｏｓ（θ−１２０度）、Ｗ相はｃｏｓ（θ−２４０度）となっている。また、図２（ｂ）に示すように、電流の位相は、Ｕ相はｓｉｎθ、Ｖ相はｓｉｎ（θ−１２０度）、Ｗ相はｓｉｎ（θ−２４０度）となっている。したがって、図２（ｂ）に示すある位置（電気角）における各相の規定の電流をサーボモータに流せば、その位置でサーボモータは停止することになる。
【００１２】
このような原則を前提として、図１の手順及び図２の関係に基づき、本発明による確認モード実施例を以下に説明する。
まず、エンコーダ交換が終了した後、エンコーダに電源を投入する。このとき、サーボモータには通電しない。
次に、エンコーダの位置情報ａを読み取る（ステップＳ１）。次いで、エンコーダ出力位置から、サーボモータの今の位置ａで電気角を図２（ａ），（ｂ）の関係から計算する（ステップＳ２）。ここで例えば図２（ａ）のＥＭＦの関係図で、今の位置ａが２７０度（図２のＡ点）であったとすると、図２（ｂ）の関係図から、Ｕ相＝−２ａ（Ｂ点）、Ｖ相＝ａ、Ｗ相＝ａ（いずれもＣ点）の電流を流せばモータは動かないはずである。次に、この電流をサーボモータに流す（ステップＳ３）。その後のエンコーダの位置情報ｂを読み取り（ステップＳ４）、電流を流す前と後の位置関係の差を求める（ステップＳ５）。この差ｃが基準値ｒより大きいかどうかを比較する（ステップＳ６）。もし、差ｃが基準値ｒより大きければエンコーダが正しく取り付けられていないことになるため、アラームを出力する（ステップＳ７）。変化なしならば、交換が正しいことになり、アラームは出力せず、交換終了とする（ステップＳ８）。
基準値ｒは、モータの特性を損なわない程度のズレ量のマージンを持たせたものである。
以上のように、本発明によれば、エンコーダ交換後の位相合わせの確認が実施でき、信頼性も高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は、エンコーダ付きサーボモータのエンコーダを交換したときの、サーボモータとエンコーダの正確な位置合わせを確認する方法およびその機能を持たせたエンコーダ交換確認機能付きサーボモータ制御装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態におけるエンコーダ交換手順フロー図である。
【図２】モータを停止させることのできるＥＭＦと電流の位相関係を示す波形図である。
【図３】従来のエンコーダ交換例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  サーボモータ
２  シャフト
３  エンコーダ
４  カップリング
５，６  目印
【図１】
2005295624.tif 000003
【図２】
2005295624.tif 000004
【図３】
2005295624.tif 000005