(57)【要約】【課題】  エンコーダが出力するシリアル通信のコード化された信号に基づいて、不具合の把握や良否判定を速やかかつ高精度に行なうことが可能なＡＣサーボモータの検査方法および検査装置を提供すること。【解決手段】  信号解析装置３０の解析部３１は、ＡＣサーボモータ１０のエンコーダ１３から回転位置情報および異常状態情報をＲＳ４２２規格のコード化された信号として入力すると、これを数値化情報に変換して、表示部３２に数値表示する。したがって、不具合の把握や良否判定を速やかかつ高精度に行なうことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線されたステータ（１１）に対し回転可能なロータ（１２）の回転位置を検出するとともに、検出した位置情報および異常状態に関する情報をコード化された信号として出力するエンコーダ（１３）を具備するＡＣサーボモータ（１０）の検査方法であって、
前記エンコーダ（１３）から出力された前記コード化された信号を、数値化された情報に変換する情報変換工程（Ｓ１０１）と、
前記情報変換工程で変換された前記数値化情報を表示する表示工程（Ｓ１０６）とを備えることを特徴とするＡＣサーボモータの検査方法。
【請求項２】
前記表示工程（Ｓ１０６）では、前記数値化情報を数値表示することを特徴とする請求項１に記載のＡＣサーボモータの検査方法。
【請求項３】
前記情報変換工程（Ｓ１０１）を、外部回転駆動手段（４０）により前記ロータ（１２）を回転しつつ実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＡＣサーボモータの検査方法。
【請求項４】
前記情報変換工程（Ｓ１０１）を、前記ステータ（１１）の巻線（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に給電して前記ロータ（１２）を回転しつつ実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＡＣサーボモータの検査方法。
【請求項５】
前記情報変換工程（Ｓ１０１）を、外部回転駆動手段（４０）により前記ロータ（１２）を回転しつつ実行した後に、前記ステータ（１１）の巻線（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に給電して前記ロータ（１２）を回転しつつ実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＡＣサーボモータの検査方法。
【請求項６】
前記情報変換工程（Ｓ１０１）では、前記エンコーダ（１３）からＲＳ４２２規格で出力された前記コード化された信号を変換することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のＡＣサーボモータの検査方法。
【請求項７】
巻線されたステータ（１１）に対し回転可能なロータ（１２）の回転位置を検出するとともに、検出した位置情報および異常状態に関する情報をコード化された信号として出力するエンコーダ（１３）を具備するＡＣサーボモータ（１０）の検査装置であって、
前記エンコーダ（１３）から出力されたコード化された信号を、数値化された情報に変換する情報変換手段（３１）と、
前記情報変換手段（３１）で変換された前記数値化情報を表示する表示手段（３２）とを備えることを特徴とするＡＣサーボモータの検査装置。
【請求項８】
前記表示手段（３２）は、前記数値化情報を数値表示することを特徴とする請求項７に記載のＡＣサーボモータの検査装置。
【請求項９】
前記エンコーダ（１３）からコード化された信号が出力されるときに、前記ロータ（１２）を回転する外部回転駆動手段（４０）を備えることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のＡＣサーボモータの検査装置。
【請求項１０】
前記エンコーダ（１３）からコード化された信号が出力されるときに、前記ステータ（１１）の巻線（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に給電して前記ロータ（１２）を回転する駆動回路（５０）を備えることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のＡＣサーボモータの検査装置。
【請求項１１】
前記エンコーダ（１３）からコード化された信号が出力されるときに、前記ロータ（１２）を回転する外部駆動手段（４０）と、
前記エンコーダ（１３）からコード化された信号が出力されるときに、前記ステータ（１１）の巻線（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に給電して前記ロータ（１２）を回転する駆動回路（５０）とを備えることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のＡＣサーボモータの検査装置。
【請求項１２】
前記駆動回路（５０）は、ＤＣ電源（５１）、リレー（５２）およびシーケンサ（５３）を備えることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のＡＣサーボモータの検査装置。
【請求項１３】
前記情報変換手段（３１）は、前記エンコーダ（１３）から出力されたＲＳ４２２規格のコード化された信号を入力する機能を備えることを特徴とする請求項７ないし請求項１２のいずれか１つに記載のＡＣサーボモータの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば産業用ロボット等に用いられるＡＣサーボモータの検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業用ロボットや各種加工機械等の駆動用に用いられるＡＣサーボモータ（ＤＣブラスレスサーボモータ）は、原点復帰動作が不要なことから、ステータに対するロータの絶対回転位置を検出するためのアブソリュート型のエンコーダを備えるものが普及している。
【０００３】
そして、このようなエンコーダとしては、１回転中の位置を検出するためのパルスデータ（インクリメンタルパルス信号）を出力するだけでなく、ロータの絶対回転位置に関する情報（１回転中の位置および回転数）とともに、自身の異常状態を知らせるための情報をシリアル通信データとして出力するものが知られている。
【０００４】
例えば工場現場等において、このようなエンコーダを備えるＡＣサーボモータに故障が発生した場合や故障の疑いがある場合には、一般的に、インクリメンタルパリス信号やシリアル通信データをオシロスコープや通信モニタ等により目視チェックし、不具合の把握や整備後の良否判定等を行なっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のＡＣサーボモータの検査方法では、インクリメンタルパリス信号のチェックは比較的容易であるが、シリアル通信データはコード化された信号であるため、直接表示して目視チェックすると、判定ミスを発生したり、判定に時間を要したりするという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、エンコーダが出力するシリアル通信のコード化された信号に基づいて、不具合の把握や良否判定を速やかかつ高精度に行なうことが可能なＡＣサーボモータの検査方法および検査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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の検査方法では、
巻線されたステータ（１１）に対し回転可能なロータ（１２）の回転位置を検出するとともに、検出した位置情報および異常状態に関する情報をコード化された信号として出力するエンコーダ（１３）を具備するＡＣサーボモータ（１０）の検査方法であって、
エンコーダ（１３）から出力されたコード化された信号を、数値化された情報に変換する情報変換工程（Ｓ１０１）と、
情報変換工程で変換された数値化情報を表示する表示工程（Ｓ１０６）とを備えることを特徴としている。
【０００８】
これによると、表示工程（Ｓ１０６）において、位置情報だけでなく異常状態に関する情報も数値化した情報として表示することができる。したがって、不具合の把握や良否判定を速やかかつ高精度に行なうことができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明の検査方法では、表示工程（Ｓ１０６）では、数値化情報を数値表示することを特徴としている。
【００１０】
これによると、表示が極めて容易であり、表示手段（３２）を簡素化することが可能である。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明の検査方法では、情報変換工程（Ｓ１０１）を、外部回転駆動手段（４０）によりロータ（１２）を回転しつつ実行することを特徴としている。
【００１２】
これによると、表示工程（Ｓ１０６）において、エンコーダ（１３）単体における異常状態に関する情報を数値化した情報として表示することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明の検査方法では、情報変換工程（Ｓ１０１）を、ステータ（１１）の巻線（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に給電してロータ（１２）を回転しつつ実行することを特徴としている。
【００１４】
これによると、ロータ（１２）の回転位置とエンコーダ（１３）との関係において異常状態に関する情報を数値化した情報として表示することができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明の検査方法では、情報変換工程（Ｓ１０１）を、外部回転駆動手段（４０）によりロータ（１２）を回転しつつ実行した後に、ステータ（１１）の巻線（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に給電してロータ（１２）を回転しつつ実行することを特徴としている。
【００１６】
これによると、まず、エンコーダ（１３）単体における異常状態に関する情報を数値化した情報として表示して、エンコーダ（１３）の異常状態を確認した後に、ロータ（１２）の回転位置とエンコーダ（１３）との関係において異常状態に関する情報を数値化した情報として表示して、ロータ（１２）の回転位置に応じた異常状態を確認することができる。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明の検査方法では、情報変換工程（Ｓ１０１）では、エンコーダ（１３）からＲＳ４２２規格で出力された前記コード化された信号を変換することを特徴としている。
【００１８】
これによると、特に伝送速度および伝送距離において優れるＲＳ４２２規格のシリアル通信データを出力するエンコーダ（１３）を備えるＡＣサーボモータ（１０）の検査を速やかかつ高精度に行なうことができる。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明の検査装置では、
巻線されたステータ（１１）に対し回転可能なロータ（１２）の回転位置を検出するとともに、検出した位置情報および異常状態に関する情報をコード化された信号として出力するエンコーダ（１３）を具備するＡＣサーボモータ（１０）の検査装置であって、
エンコーダ（１３）から出力されたコード化された信号を、数値化された情報に変換する情報変換手段（３１）と、
情報変換手段（３１）で変換された数値化情報を表示する表示手段（３２）とを備える
ことを特徴としている。
【００２０】
これによると、請求項１に記載のＡＣサーボモータの検査方法を行なうことができる。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明の検査装置では、表示手段（３２）は、数値化情報を数値表示することを特徴としている。
【００２２】
これによると、請求項２に記載のＡＣサーボモータの検査方法を行なうことができる。
【００２３】
また、請求項９に記載の発明の検査装置では、エンコーダ（１３）からコード化された信号が出力されるときに、ロータ（１２）を回転する外部回転駆動手段（４０）を備えることを特徴としている。
【００２４】
これによると、請求項３に記載のＡＣサーボモータの検査方法を行なうことができる。
【００２５】
また、請求項１０に記載の発明の検査装置では、エンコーダ（１３）からコード化された信号が出力されるときに、ステータ（１１）の巻線（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に給電してロータ（１２）を回転する駆動回路（５０）を備えることを特徴としている。
【００２６】
これによると、請求項４に記載のＡＣサーボモータの検査方法を行なうことができる。
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明の検査装置では、
エンコーダ（１３）からコード化された信号が出力されるときに、ロータ（１２）を回転する外部駆動手段（４０）と、
エンコーダ（１３）からコード化された信号が出力されるときに、ステータ（１１）の巻線（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に給電してロータ（１２）を回転する駆動回路（５０）とを備えることを特徴としている。
【００２８】
これによると、請求項５に記載のＡＣサーボモータの検査方法を行なうことができる。
【００２９】
また、請求項１２に記載の発明の検査装置のように、駆動回路（５０）は、ＤＣ電源（５１）、リレー（５２）およびシーケンサ（５３）を備える比較的シンプルな構成とすることができる。
【００３０】
また、請求項１３に記載の発明の検査装置では、情報変換手段（３１）は、エンコーダ（１３）から出力されたＲＳ４２２規格のコード化された信号を入力する機能を備えることを特徴としている。
【００３１】
これによると、請求項６に記載のＡＣサーボモータの検査方法を行なうことができる。
【００３２】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３４】
図１は、本実施形態におけるＡＣサーボモータ１０の検査装置の主要部概略構成を示すブロック図である。また、図２は、ＡＣサーボモータ１０のロータを外部から回転駆動する駆動モータ４０の接続状態を示す模式図であり、図３は、ＡＣサーボモータ１０を駆動する駆動回路５０の概略構成を示す模式図である。
【００３５】
本実施形態における被検査体であるＡＣサーボモータ１０は、例えば、ロボットやＮＣ工作機等に用いられるものである。図３に概略構成を模式的に示すように、ＡＣサーボモータ１０は、３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）を形成するようにそれぞれ巻線されたコイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有するステータ１１と、多極（本例では８極）形成された永久磁石を有しステータ１１内で回転するロータ１２と、ロータ１２の回転位置検出手段としてのエンコーダ１３とを備えている。
【００３６】
本実施形態のエンコーダ１３は、所謂アブソリュート型のエンコーダであって、ロータ１２の回転軸１２ａ（図１参照）に接続され、ロータ１２の絶対回転位置を検出するとともに、検出した回転位置情報および自らの異常状態情報（故障等に関する情報）を出力するようになっている。
【００３７】
エンコーダ１３からの情報は、回転パルス信号（回転方向を検出できるように所定の位相差を有するＡ相、Ｂ相信号）、および高速シリアル通信信号として出力される。この高速シリアル通信信号は、伝送速度および伝送距離の点において優れる米国電子工業会（ＥＩＡ）ＲＳ４２２規格のコード化された信号として１ビット／μｓの速度で出力され、８４μｓ毎に、１回転中の回転位置データ、回転数データ、およびステータスデータ（異常状態データ）を、２つのデータ（１ｓｔデータおよび２ｎｄデータ）として出力するようになっている。
【００３８】
次に、本実施形態におけるＡＣサーボモータの検査装置は、図１に示すパルスカウンタ２０、信号解析装置３０、図２に示す駆動モータ４０、および図３に示す駆動回路５０により構成されている。
【００３９】
パルスカウンタ２０は、ＡＣサーボモータ１０のエンコーダ１３から出力される回転パルス信号が入力されるものであって、入力信号に基づいてモータ１回転のパルス数をチェックするカウント部２１と、カウント部２１がチェックしたＡ相、Ｂ相のカウント数を表示する表示部２２とを備えている。また、パルスカウンタ２０は、データレコーダや波形観測装置にカウント値やパルス波形データを出力する出力端子部２３も備えている。
【００４０】
一方、信号解析装置３０は、ＡＣサーボモータ１０のエンコーダ１３から出力される高速シリアル通信信号が入力されるものであって、入力信号を解析するＣＰＵ等からなる解析部３１と、解析部３１が解析したデータを表示するＬＣＤ等からなる表示手段としての表示部３２とを備えている。
【００４１】
駆動モータ４０は、ＡＣサーボモータ１０のステータ１１（図３参照）に給電することなく外部からロータ１２（図３参照）を回転するための外部回転駆動手段としてのサーボモータであり、ロータ１２を回転するときには、回転軸４０ａがカップリング４１を介してＡＣサーボモータ１０の回転軸１２ａと接続されるようになっている。
【００４２】
また、駆動回路５０は、給電源としてのＤＣ電源５１、ＤＣ電源５１からの電流を切り替えるためのリレー５２、およびリレー５３の切替動作の制御手段としてのシーケンサ５３により構成されている。シーケンサ５３がリレー５２を順次切替制御することにより、ステータ１１のコイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃへの通電波形が制御され、ロータ１２がステータ１１に対し所定の回転動作を行なうようになっている。
【００４３】
次に、上記構成に基づき本実施形態の検査装置の作動について説明する。
【００４４】
ＡＣサーボモータ１０を検査する場合には、まず、図２に示すように、駆動モータ４０の回転軸４０ａとＡＣサーボモータ１０の回転軸１２ａとを接続して、駆動モータ４０を作動させＡＣサーボモータ１０のロータ１２（図３参照）を所定条件で回転させる。このとき、ステータ１１のコイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（図３参照）には通電しない。
【００４５】
このようにしつつエンコーダ１３からの出力をパルスカウンタ２０および信号解析装置３０に入力して表示部２２および表示部３２の表示内容をチェックすることにより、エンコーダ１３単体の異常の有無、異常内容を確認する。
【００４６】
エンコーダ１３に異常がない場合には、次に、駆動モータ４０の回転軸４０ａとＡＣサーボモータ１０の回転軸１２ａとの接続を解除し、図３に示すように、駆動回路５０をステータ１１のコイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに結線してシーケンサ５３を作動させ、ロータ１２に所定の回転動作を行なわせる。
【００４７】
このようにしつつエンコーダ１３からの出力をパルスカウンタ２０および信号解析装置３０に入力して表示部２２および表示部３２の表示内容をチェックし、図示しない駆動回路５０の位置モニタに表示されるロータ１２の回転位置と比較し、ＡＣサーボモータ１０全体における異常の有無を確認する。
【００４８】
要するに、まずエンコーダ１３を単体検査し、正常であれば、次にエンコーダ１３の絶対回転位置の基準とロータ１２の回転位置基準とを合わせて、ロータ１２とエンコーダ１３との関係においてＡＣサーボモータ１０に異常がないか検査する。
【００４９】
上記のような手順でＡＣサーボモータ１０の検査を行なう場合に、エンコーダ１３からの高速シリアル通信信号を入力する信号解析装置３０の解析部３１の動作について説明する。図４は、解析部３１の概略動作を示すフローチャートである。
【００５０】
図４に示すように、解析部３１は、まず、高速シリアル通信信号を入力しシリアル通信のコード化された信号を変換して各ビット情報を数値化信号とする（ステップＳ１０１）。次に、この数値化信号を内部のシフトレジスタに順次取り込んで行く。解析部３１は１６ＭＨｚのビットクロックを内蔵しており、ビット情報を正確に読み取ることができる。
【００５１】
解析部３１は、シフトレジスタにおいて１ｓｔデータを検出するまでステップＳ１０１にリターンする。シフトレジスタにおいて１ｓｔデータを検出した場合には（ステップＳ１０２）、この１ｓｔデータを記憶領域にラッチする（ステップＳ１０３）。
【００５２】
ステップＳ１０３を実行したら、次に、シフトレジスタにおいて２ｎｄデータを検出するまでステップＳ１０１にリターンする。このとき、ステップＳ１０２、Ｓ１０３は実行しない。シフトレジスタにおいて２ｎｄデータを検出した場合には（ステップＳ１０４）、この２ｎｄデータを記憶領域にラッチする（ステップＳ１０５）。
【００５３】
そして、解析部３１はステップＳ１０３、Ｓ１０５でラッチした一対の１ｓｔデータおよび２ｎｄデータに基づいて、表示部３２にデータ表示する（ステップＳ１０６）。
【００５４】
表示部３２には、例えば図５に示すように、位置データ表示領域３３に１回転中の回転位置データを数値表示し、回転数データ領域３４に積算回転数データを数値表示する。さらに、ステータスデータ領域３５にステータスデータ（異常状態データ）を「０」、「１」で数値表示する。表示項目としては、例えば、システムダウン、オーバーフロー、バッテリーエラー、プリセット信号、カウントエラー等がある。
【００５５】
ステップＳ１０１が本実施形態における情報変換工程であり、ステップＳ１０６が本実施形態における表示工程である。また、解析部３１が本実施形態における情報変換手段である。
【００５６】
上述の構成および作動によれば、信号解析装置３０の表示部３２には、１回転中回転位置データ、回転数データおよび異常状態に関するデータを、数値表示することができる。したがって、不具合の把握や良否判定を速やか（例えば、約２分程度）かつ高精度に行なうことができる。
【００５７】
また、表示部３２は、数値化情報を数値表示できればよいので、表示部３２をシンプルなものとすることができる。さらに、駆動回路５０は、ＤＣ電源５１、リレー５２およびシーケンサ５３により構成されるシンプルなものとすることができる。
【００５８】
したがって、本実施形態の検査装置は比較的小型化することが可能であり、例えば工場現場等において、検査装置をＡＣサーボモータ搭載機器設置場所に搬送して、ＡＣサーボモータの検査を速やかに行なうことができる。
【００５９】
また、信号解析装置３０は、ＲＳ４２２規格の高速シリアル通信に対応しているので、伝送速度および伝送距離において優れるＲＳ４２２規格のシリアル通信データを出力するエンコーダ１３を備えるＡＣサーボモータ１０の検査を速やかかつ高精度に行なうことができる。
【００６０】
（他の実施形態）
上記一実施形態では、エンコーダ１３から信号解析装置３０の解析部３１に入力する信号はＲＳ４２２規格の１ｓｔデータと２ｎｄデータとからなる一対の信号であったが、コード化された信号が入力されるものであればこれに限定されるものではない。例えば、ＲＳ２３２Ｃ規格の信号であってもよいし、１つのみもしくは３つ以上のデータを組み合わせて情報単位を形成するものであってもよい。
【００６１】
また、上記一実施形態では、エンコーダ１３の単体検査を行なった後に、ＡＣサーボモータ１０の全体検査を行なっていたが、いずれかのみに本発明を適用するものであってもよい。
【００６２】
また、上記一実施形態では、被検査体は３相８極のＡＣサーボモータであったが、被検査体の相数、極数はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明を適用した一実施形態におけるＡＣサーボモータ１０の検査装置の主要部概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＡＣサーボモータ１０のロータを外部から回転駆動する駆動モータ４０の接続状態を示す模式図である。
【図３】ＡＣサーボモータ１０を駆動する駆動回路５０の概略構成を示す模式図である。
【図４】信号解析装置３０解析部３１の概略動作を示すフローチャートである。
【図５】信号解析装置３０表示部３２の表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  ＡＣサーボモータ
１１  ステータ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  コイル（巻線）
１２  ロータ
１３  エンコーダ
３０  信号解析装置
３１  解析部（情報変換手段）
３２  表示部（表示手段）
４０  駆動モータ（外部回転駆動手段）
５０  駆動回路
５１  ＤＣ電源
５２  リレー
５３  シーケンサ
Ｓ１０１  情報変換工程
Ｓ１０６  表示工程
【図１】
2005237093.tif 000003
【図２】
2005237093.tif 000004
【図３】
2005237093.tif 000005
【図４】
2005237093.tif 000006
【図５】
2005237093.tif 000007