(57)【要約】  【課題】  電動機駆動技術において、アブソリュートエンコーダの１回転データを容易にクリアできる技術の提供。  【解決手段】  アブソリュートエンコーダで検出される電動機軸の１回転データに基づき、該データに対し逆極性のオフセットデータを生成し、該オフセットデータと上記１回転データとを加算することで１回転データをクリアする。【選択図】  図１
2005110423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アブソリュートエンコーダからの回転位置情報に基づき電動機を駆動する電動機駆動装置であって、
上記アブソリュートエンコーダの回転位置データをクリアするとき、上記アブソリュートエンコーダで検出される電動機軸の１回転内の位置データに対し逆極性のオフセットデータを生成して上記位置データに加算する手段を備え、該加算された出力により上記電動機軸の回転位置情報を変える構成としたことを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項２】
アブソリュートエンコーダからの回転位置情報に基づき電動機を駆動する電動機駆動装置であって、
指示信号としての第１の回転位置データと上記アブソリュートエンコーダ側からの第２の回転位置データとに基づき、電動機軸の位置制御用信号を形成し出力する位置制御手段と、
上記位置制御用信号により、上記電動機を駆動するための駆動信号を形成して出力する駆動信号出力手段と、
上記アブソリュートエンコーダで検出された上記電動機軸の１回転内の位置データに基づき、該１回転内の位置データに対し逆極性のオフセットデータを生成するオフセットデータ生成手段と、
上記オフセットデータと上記１回転内の位置データとを加算し、該１回転内の位置データをゼロにして上記第２の回転位置データとして出力する加算手段と、
を備え、上記第２の回転位置データに基づき上記電動機軸の回転位置の検出値をゼロにし、上記第１の回転位置データにより該電動機軸の回転位置を制御可能にした構成を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項３】
上記オフセットデータ生成手段は、上記生成したオフセットデータを記憶する手段を備えている請求項２に記載の電動機駆動装置。
【請求項４】
アブソリュートエンコーダからの回転位置情報に基づき電動機を駆動する電動機駆動方法であって、
上記アブソリュートエンコーダで検出される電動機軸の１回転内の位置データに基づき、該位置データに対し逆極性のオフセットデータを生成するステップと、
上記生成したオフセットデータと上記位置データとを加算するステップと、
上記加算された出力データに基づき上記電動機軸の回転位置情報を変えるステップと、
を経て、電動機を駆動することを特徴とする電動機駆動方法。
【請求項５】
電動機駆動用の回転位置情報を出力する電動機用アブソリュートエンコーダであって、
電動機軸の１回転内の位置データを発生する手段と、
上記１回転内の位置データに対し逆極性のオフセットデータを生成する手段、または、該オフセットデータを生成する手段と該生成したオフセットデータを上記位置データに加算する手段と、
を備え、上記加算したデータを上記回転位置情報として出力する構成を特徴とする電動機用アブソリュートエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体製造装置、工作機械、巻き線機械、搬送機械装置、自動組み立て機械などの産業用機械の電動機を駆動するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転軸の１回転内の回転位置データを検出可能なアブソリュートエンコーダ（回転軸の１回転内の回転位置データを検出可能なエンコーダ）からの出力を利用する電動機駆動装置では、アブソリュートエンコーダによって絶対的な位置検出値が得られるため、起動毎の原点合わせを必要としない。しかし、システム側から要求される場合は、任意の基準位置において位置検出値をクリアしてゼロにすること（リセット）を行う。従来、該位置検出値をゼロにするときは、例えば、基準位置でエンコーダクリアを行い、コンピュータなどの上位装置などにより電動機軸またはエンコーダ軸の１回転データ（１回転内の位置データ）をオフセット量として位置管理し、上位装置などによるプログラムに従って補正値を演算し、該補正値で該オフセット量を補償することでこれに対応している。また、本発明に関連する背景技術で特許文献に記載されたものとしては、例えば、特開平８−３０４１０５号公報（特許文献１）に記載されたものがある。該公報には、任意の位置データでエンコーダ内部カウンタを設定するリセットリクエスト機能を備える技術が記載され、リセットリクエストとしては、リセットリクエストコード、エンコーダＩＤコード及び設定データコードから成り、このうちエンコーダＩＤコードにより指定したエンコーダのみを上記任意の位置データでリセットするものが記載されている。すなわち、該公報記載技術は、リセットリクエストをエンコーダに対してコマンドすることでエンコーダがリセットコマンドを認識し、自己のエンコーダＩＤコードとコマンドＩＤを照合し、一致する場合に、自己のエンコーダデータをコマンド内の設定データコードに設定し、データの正誤を確認した上でエンコーダのカウンタをリセットする技術である。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３０４１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、上記従来技術では、プログラムにより上記演算を行ったり、データを記憶したりするための上位装置が必要となる上、該演算の手順数も増大する。さらに、電動機及びエンコーダが複数ある場合には、アブソリュートエンコーダの上記１回転データが電動機及びエンコーダ毎に異なるため、上記演算が複雑になる。また、上記公報記載の技術は、自己のエンコーダデータを、エンコーダ（アブソリュートエンコーダ）に対するリセットリクエストのコマンド内の設定データコードに設定することでエンコーダのカウンタをリセットするものであり、該エンコーダデータすなわちオフセット量データとしての１回転データを、上記リセットリクエストのコマンドとしてエンコーダ自身にフィードバックするものである。また、エンコーダ内部においてカウンタ設定値をリセットする技術であり、エンコーダから出力されたオフセット量データとしての１回転データを電動機駆動装置側でクリア（リセット）する技術ではない。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、電動機駆動技術において、上記のような複雑な演算を不要にし、かつ、アブソリュートエンコーダから出力された１回転内の位置データ（以下、１回転データという）をエンコーダ自身にフィードバックすることなしに、該エンコーダの外部の電動機駆動装置側において容易にクリア（リセット）できるようにすることである。
本発明の目的は、上記課題点を解決可能な電動機駆動技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題点を解決するために、本発明では、アブソリュートエンコーダの回転位置情報が入力される電動機駆動装置において、アブソリュートエンコーダで検出される電動機軸の１回転データに基づき、該データに対し逆極性のオフセットデータを生成し、該生成したオフセットデータと上記１回転データとを加算することで該１回転データをクリアする構成とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、アブソリュートエンコーダの１回転データをクリアし検出値のリセットを行うことが従来よりも容易となる。また、上位装置を不要にすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態につき、図面を用いて説明する。
図１〜図４は、本発明の実施形態の説明図である。図１は、本発明の実施形態としての電動機駆動装置の構成例図、図２は、図１の構成中の自動オフセット生成部の内部構成例図、図３は、本発明の実施形態としての電動機駆動装置をパソコン等のセットアップ装置に接続した場合の構成例図、図４は、本発明の実施形態としての電動機駆動装置をネットワークに接続した場合の構成例図である。
【０００８】
図１において、１は、駆動される電動機、２は、電動機１を駆動する電動機駆動装置、３は、電動機１の回転部（図示なし）に直結され該電動機軸の回転位置を検出するアブソリュートエンコーダ、４は、電動機駆動装置２内にあって、電動機１を駆動するための駆動信号Ｖ１を電力変換により形成し出力する駆動信号出力手段としての電力変換部、５は、指示位置信号としての回転位置データとアブソリュートエンコーダ３側からの回転位置データとに基づき、電動機軸の回転位置の位置制御用信号を形成して出力する位置制御手段としての位置制御部、６は、指示位置信号θｇ（ｔ）とアブソリュートエンコーダ３側からの制御位置信号θｃｔｒｌ（ｔ）とを加算する加算部、７は、アブソリュートエンコーダ３で検出された上記電動機軸の１回転データθ（ｔ）に基づき、該１回転データθ（ｔ）に対し逆極性のオフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）（＝−θ（ｔ））を自動的に生成するオフセットデータ生成手段としての自動オフセット生成部、８は、アブソリュートエンコーダ３で検出された上記電動機軸の多回転データ及び１回転データθ（ｔ）をゼロにする（クリアする）ためのエンコーダクリア信号を発生または外部から取入れる入力部、９は、上記アブソリュートエンコーダ３からの上記１回転データθ（ｔ）と上記自動オフセット生成部７からのオフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）（＝−θ（ｔ））とを加算する加算部としての加算器である。
【０００９】
また、図２において、７は自動オフセット生成部、７１は、自動オフセット生成部７内において、エンコーダクリア信号によって、アブソリュートエンコーダ３からの１回転データθ（ｔ）の、自動オフセット生成部７内への供給をオンオフするスイッチ、７２は、１回転データθ（ｔ）の極性を反転し逆極性のオフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）（＝−θ（ｔ））を生成する極性反転部、７３は、生成したオフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を記憶するオフセット記憶部である。
【００１０】
上記図１、図２の構成において、指示位置信号θｇ（ｔ）とアブソリュートエンコーダ３側からの制御位置信号θｃｔｒｌ（ｔ）とが加算部６で加算され、該加算された位置信号が位置制御部５に入力され、該位置制御部５で電動機軸の回転位置の位置制御用信号が形成されて電力変換部４側に出力される。電力変換部４では、これに基づき駆動信号Ｖ１が形成され電動機１側に出力される。電動機１は該駆動信号Ｖ１によって電動機軸が所定の回転位置となるまで回転される。アブソリュートエンコーダ３では該電動機軸の回転位置が検出され、検出値が電気信号に変換され、１回転データθ（ｔ）や多回転データとして出力される。出力された１回転データθ（ｔ）は、自動オフセット生成部７側に供給されるとともに、加算器９に入力される。該加算器９には自動オフセット生成部７で生成されたオフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）も入力される。該加算器９では、１回転データθ（ｔ）とオフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）とが加算され、制御位置信号θｃｔｒｌ（ｔ）が形成される。すなわち、
【００１１】
θｃｔｒｌ（ｔ）＝θ（ｔ）＋θｏｆｆｓｅｔ（ｔ）                  …（数１）
となる。該制御位置信号θｃｔｒｌ（ｔ）は上記加算部６に入力され、該加算部６において指示位置信号θｇ（ｔ）と加算される。
【００１２】
例えば、システム側からの要求等により、上記１回転データθ（ｔ）や多回転データをクリア（リセット）してゼロにした状態で電動機１を再び起動する場合には、入力部８から、アブソリュートエンコーダ３と電動機駆動装置２に対してエンコーダクリア信号を供給する。アブソリュートエンコーダ３内では、該エンコーダクリア信号により、回転位置データのうちの多回転データがクリアされる。また、電動機駆動装置２内では、アブソリュートエンコーダ３側から供給される１回転データθ（ｔ）がクリアされる。すなわち、電動機駆動装置２にエンコーダクリア信号が入力されると、電動機駆動装置２内の自動オフセット生成部７において、該エンコーダクリア信号によりスイッチ７１がオン状態とされ、１回転データθ（ｔ）が極性反転部７２に入力される。極性反転部７２では１回転データθ（ｔ）の極性が反転され、オフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）（＝−θ（ｔ））が形成される。形成されたオフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）は、オフセット記憶部７３に記憶されるとともに、該記憶部７３から読み出されて加算器９側に出力される。加算器９では、アブソリュートエンコーダ３から出力される１回転データθ（ｔ）と該オフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）（＝−θ（ｔ））とが加算され、
【００１３】
θｃｔｒｌ（ｔ）＝θ（ｔ）＋θｏｆｆｓｅｔ（ｔ）＝θ（ｔ）−θ（ｔ）＝０
…（数２）
となって、該１回転データθ（ｔ）がクリアされる。加算によって１回転データθ（ｔ）がクリアされたデータは制御位置信号θｃｔｒｌ（ｔ）として加算部６に入力されるが、該制御位置信号θｃｔｒｌ（ｔ）は上記１回転データθ（ｔ）のクリアによってゼロレベルとされた信号となるため、加算部６において指示位置信号θｇ（ｔ）との実質的な加算はなされず、該加算部６からは指示位置信号θｇ（ｔ）が加算結果の信号として出力される。
【００１４】
図３は、本発明の実施形態としての電動機駆動装置をパソコン等のセットアップ装置に接続した場合の構成例図である。本構成では、アブソリュートエンコーダ３と電動機駆動装置２に対して供給するエンコーダクリア信号は、セットアップ装置２０から出力される。他の部分の構成及び作用は上記図１、図２の場合と同様である。
【００１５】
図４は、本発明の実施形態としての電動機駆動装置をネットワークに接続した場合の構成例図である。本構成では、アブソリュートエンコーダ３と電動機駆動装置２に対し供給するエンコーダクリア信号は、ネットワーク３０を介し上位装置４０側から取入れられる。他の部分の構成及び作用は上記図１、図２の場合と同様である。本構成においては、ネットワーク３０を介した構成のため、電動機駆動装置２の遠隔操作が可能となる。また、電動機駆動装置２と上位装置４０と周辺装置５０との間の相互交信も可能である。
【００１６】
上記説明した実施形態によれば、アブソリュートエンコーダ３の検出値をクリア（リセット）する場合、上位装置などによるそのための演算を不要にでき、かつ、アブソリュートエンコーダから出力された１回転データを、エンコーダ３自身にはフィードバックせずに、該エンコーダ３の外部の電動機駆動装置２側において容易にかつ確実にクリアすることができる。
【００１７】
なお、上記実施形態では、電動機駆動装置２とアブソリュートエンコーダ３とを、互いに分離された別体構造のものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、外観上、該アブソリュートエンコーダ３の内部に、該電動機駆動装置２の一部、例えば自動オフセット生成部７や加算部６などが包含される構成であってもよい。また、自動オフセット生成部７や加算部６などが実質的にアブソリュートエンコーダ３側の一部を形成し該アブソリュートエンコーダ３として機能する構成としてもよい。該構成において、自動オフセット生成部７がアブソリュートエンコーダ３側の一部を形成する場合は、該アブソリュートエンコーダ３から１回転データθ（ｔ）とオフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）とが出力されることになり、自動オフセット生成部７と加算部６とはアブソリュートエンコーダ３側の一部を形成する場合は、該アブソリュートエンコーダ３からは、１回転データθ（ｔ）とオフセットデータθｏｆｆｓｅｔ（ｔ）とが加算された制御位置信号θｃｔｒｌ（ｔ）が出力されることになる。さらに、自動オフセット生成部７におけるスイッチ７１は、エンコーダクリア信号により１回転データθ（ｔ）の、該自動オフセット生成部７内への供給をオンオフするものであれば、スイッチ構造を有しないものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態としての電動機駆動装置の構成例図である。
【図２】図１の構成中の自動オフセット生成部の内部構成例図である。
【図３】本発明の実施形態としての電動機駆動装置をセットアップ装置に接続した場合の構成例図である。
【図４】本発明の実施形態としての電動機駆動装置をネットワークに接続した場合の構成例図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…電動機、
２…電動機駆動装置、
３…アブソリュートエンコーダ、
４…電力変換部、
５…位置制御部、
６…加算部、
７…自動オフセット生成部、
８…入力部、
９…加算器、
２０…セットアップ装置、
３０…ネットワーク、
４０…上位装置、
５０…周辺装置、
７１…スイッチ、
７２…極性反転部、
７３…オフセット記憶部。
【図１】
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【図２】
2005110423.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005110423.tif 000006