(57)【要約】【課題】位置検出器の原点位置とサーボモータの磁極位置との電気的な位置合わせを不要にできる原点調整方法を提供する。【解決手段】サーボモータ１０７のロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器１０８を取り付ける第1ステップと、このサーボモータ１０７を速度制御によって一定回転速度で駆動させ、位置検出器１０８が検出した位置データをサーボアンプに取り込み、取り込んだ位置データを演算手段１１３によってスイープさせる第２ステップと、位置データの原点信号を基準にして位相をスイープさせてサーボモータ１０７の電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値としてサーボアンプのメモリ１１４に記憶させる第３ステップと、この補正値を位置検出器１０８のオフセットデータとして用いる第４ステップとを備えたものである。【選択図】図１
2005210762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられロータの位置データを絶対値で検出する位置検出器と、この位置検出器を取り付けるサーボモータと、このサーボモータを制御するサーボアンプとを備え、前記サーボモータのロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器を取り付ける第1ステップと、このサーボモータを速度制御によって一定回転速度で駆動させ、前記位置検出器が検出した位置データをサーボアンプに取り込み、取り込んだ位置データを演算手段によってスイープさせる第２ステップと、位置データの原点信号を基準にして位相をスイープさせてサーボモータの電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値としてサーボアンプの記憶手段に記憶させる第３ステップと、この補正値を位置検出器のオフセットデータとして用いる第４ステップとを備えたサーボシステムの原点調整方法。
【請求項２】
回転軸に取り付けられロータの位置データを絶対値で検出する位置検出器と、この位置検出器を取り付けるサーボモータと、このサーボモータを制御するサーボアンプとを備え、前記サーボモータのロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器を取り付ける第1ステップと、このサーボモータを速度制御によって一定回転速度で駆動させ、前記位置検出器が検出した位置データをサーボアンプに取り込み、取り込んだ位置データを演算手段によってスイープさせる第２ステップと、位置データの原点位置を基準にして位相をスイープさせてサーボモータの電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値として位置検出器内の記憶手段に記憶させる第３ステップと、この補正値を位置検出器のオフセットデータとして用いる第４ステップとを備えたサーボシステムの原点調整方法。
【請求項３】
位置検出器がレゾルバあるいはアブソリュートエンコーダである請求項１に記載のサーボシステムの原点調整方法。
【請求項４】
位置検出器がアブソリュートエンコーダである請求項２に記載のサーボシステムの原点調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置データを絶対値で検出する位置検出器を備えたサーボシステムの原点調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期型ＡＣサーボモータと位置検出器の原点調整方法として、Ｕ−Ｗ巻線間に直流電圧を印加してロータを励磁固定させた状態で位置検出器の原点信号を出力させ、原点信号とロータ磁極位置の角度位置を調整により合わせて固定するのが一般的である。
【０００３】
一方、アブソリュートエンコーダに記憶手段を搭載し、Ｕ−Ｗ巻線間に直流電圧を印加してロータを励磁固定させた状態で１回転データにオフセットを持たせて、モータの誘起電圧の位相と位置検出器の原点との位置合わせを行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
サーボシステムは、位置検出器を搭載したサーボモータおよびサーボアンプで構成されており、図６に示すように、外部からの位置指令を処理する位置指令器６０１と、位置ゲインを調整し速度指令を発する位置制御器６０２、速度ゲインを調整し電流指令を発する速度指令器６０３、電流ゲインを調整する電流制御器６０４、電源６０５の直流電力を交流電力に変換する電力変換器６０６、サーボモータ６０７の回転軸に取り付けた位置検出器６０８からの位置データを受けるインターフェース６０９、位置検出器６０８からの位置データを速度データに変換する速度変換器６１０、電流センサ６１１からの電流データをうけるインターフェース６１２で構成されている。
【０００５】
しかしながら、ユーザの機器に取り付けた状態で位置検出器が故障したとき、サーボモータに直流電圧を印加してロータを励磁固定することが許されないため、位置検出器を交換できなかった。また、検出器自体に記憶手段を持たせることができないレゾルバの場合には、この原点位置と磁極位置の位置合わせにオフセットを利用することができなかった。
【特許文献１】特開平４−３０４６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、位置検出器の原点位置とサーボモータのロータ磁極位置との位置関係を設定する調整作業に工数が多くかかる点である。また、位置検出器が何らかの原因で故障した場合に、サーボモータを機器に取り付けた状態で位置検出器を容易に交換できない点である。
【０００７】
本発明は従来の課題を解決するものであり、位置検出器の原点位置とサーボモータの磁極位置との電気的な位置合わせを不要にできる原点調整方法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】
上記の課題を解決するために本発明は、回転軸に取り付けられロータの位置データを絶対値で検出する位置検出器と、この位置検出器を取り付けるサーボモータと、このサーボモータを制御するサーボアンプとを備え、前記サーボモータのロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器を取り付ける第1ステップと、このサーボモータを速度制御によって一定回転速度で駆動させ、前記位置検出器が検出した位置データをサーボアンプに
取り込み、取り込んだ位置データを演算手段によってスイープさせる第２ステップと、位置データの原点信号を基準にして位相をスイープさせてサーボモータの電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値としてサーボアンプの記憶手段に記憶させる第３ステップと、この補正値を位置検出器のオフセットデータとして用いる第４ステップとを備えたものである。
【０００９】
また、サーボモータのロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器を取り付ける第1ステップと、このサーボモータを速度制御によって一定回転速度で駆動させ、前記位置検出器が検出した位置データをサーボアンプに取り込み、取り込んだ位置データを演算手段によってスイープさせる第２ステップと、位置データの原点位置を基準にして位相をスイープさせてサーボモータの電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値として位置検出器内の記憶手段に記憶させる第３ステップと、この補正値を位置検出器のオフセットデータとして用いる第４ステップとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のサーボシステムの原点調整方法によれば、位置データを絶対値で検出する位置検出器の原点位置とサーボモータのロータ磁極位置との電気的な位置合わせを不要にできるため、位置検出器の取付工数を低減できる。また、仮に位置検出器が故障してもサーボモータを機器に取り付けた状態で位置検出器を交換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
回転軸に取り付けられロータの位置データを絶対値で検出する位置検出器と、この位置検出器を取り付けるサーボモータと、このサーボモータを制御するサーボアンプとを備え、前記サーボモータのロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器を取り付ける第1ステップと、このサーボモータを速度制御によって一定回転速度で駆動させ、前記位置検出器が検出した位置データをサーボアンプに取り込み、取り込んだ位置データを演算手段によってスイープさせる第２ステップと、位置データの原点信号を基準にして位相をスイープさせてサーボモータの電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値としてサーボアンプの記憶手段に記憶させる第３ステップと、この補正値を位置検出器のオフセットデータとして用いる第４ステップとを備える。
【実施例１】
【００１２】
実施例１のサーボシステムは、位置検出器を搭載したサーボモータとサーボアンプで構成され、サーボアンプに設けた記憶手段に補正値を記憶させ、位置検出器のオフセットデータとして用いるものである。
【００１３】
図１において、サーボアンプは外部からの位置指令を処理する位置指令器１０１と、位置ゲインを調整し速度指令を発する位置制御器１０２、速度ゲインを調整し電流指令を発する速度指令器１０３、電流ゲインを調整する電流制御器１０４、電源１０５の直流電力を交流電力に変換する電力変換器１０６、サーボモータ１０７の回転軸に取り付けた位置検出器１０８からの位置データを受けるインターフェース１０９、位置検出器１０８からの位置データを速度データに変換する速度変換器１１０、電流センサ１１１、電流センサ１１１からの電流データをうけるインターフェース１１２と、位置検出器１０８の位置データをスイープさせる演算器１１３、メモリ１１４、モータ電流のピーク値を検出するピーク検出部１１５にて構成されている。
【００１４】
まず、サーボモータ１０７の回転軸に位置検出器１０８を取り付ける。このとき従来のようにロータ磁極位置と原点位置の位置合わせをする必要はなく、サーボモータ１０７の
回転軸の任意角度位置に位置検出器１０８を取り付ける（第1ステップ）。
【００１５】
次に、サーボモータ１０７と位置検出器１０８をサーボアンプに接続した後の原点調整方法について図２を併用して説明する。
【００１６】
サーボアンプの電源１０５を立上げ後、位置検出器１０８からの位置データを読み込む。そして位置データを演算器１１３によってスイープさせ、サーボＯＮを実行する（第２ステップ）。
【００１７】
サーボＯＮ実行後、一定速の速度指令を入力してサーボモータ１０７を駆動させ、電流センサ１１１にてモータ電流を検出し、ピーク検出部１１５にて保持させる。モータ電流を検出させた後は速度指令を停止し、サーボＯＦＦを実行させる。以上の動作を繰返して行い、電流センサ１１１で検出した電流値があらかじめ設定した設定値以下であればその動作を中止し、そのときの原点信号の位置データを新たな原点位置データすなわち補正値としてサーボアンプのメモリ１１４に記憶保持させる（第３ステップ）。
【００１８】
その後、メモリ１１４に保持した補正値を位置検出器のオフセットデータとすることでサーボシステムの原点調整が完了する（第４ステップ）。
【００１９】
図３は位置検出器の原点信号の位置ズレとモータ電流値との関係を示したもので、ロータ磁極位置に対して任意の角度位置に取り付けた位置検出器１０８の原点位置を仮原点位置とし、仮原点位置から演算器１１３によるスイープでモータ電流値があらかじめ設定した設定値以下になった点をモータ電流が最小と見なし、調整後の原点位置とする。
【００２０】
設定値以下をモータ電流が最小と見なした根拠は、ロータ磁極位置に対する各相巻線に流す電流の位相差によってモータ電流は変化するものの、モータ電流が最小となる近傍では電流変化が小さく安定するためである。
【００２１】
スイープにより調整後の原点位置データをメモリ１１４に記憶保持させるが、この作業は位置検出器を最初に取り付けた後あるいは交換した後の最初に１回実施すればよく、サーボアンプの記憶手段に補正値を記憶させるため、レゾルバのように記憶手段が設けられない場合にも実施できる。
【実施例２】
【００２２】
実施例２は、位置検出器としての光学式アブソリュートエンコーダ内の記憶手段に補正値を記憶させるものである。
【００２３】
図４において、サーボアンプは外部からの位置指令を処理する位置指令器４０１と、位置ゲインを調整し速度指令を発する位置制御器４０２、速度ゲインを調整し電流指令を発する速度指令器４０３、電流ゲインを調整する電流制御器４０４、直流電源４０５から交流電力に電力変換する電力変換器４０６、変換した電力で駆動するサーボモータ４０７の回転軸に取り付けた位置検出器４０８からの位置データを受けるインターフェース４０９、位置検出器４０８からの位置データを速度データに変換する速度変換器４１０、電流センサ４１１からの電流データをうけるインターフェース４１２、モータ電流のピーク値を検出するピーク検出部４１３にて構成される。一方、位置検出器４０８はインターフェース４１４、信号処理ブロック４１５、メモリ４１６、位置信号検出部４１７にて構成される。
【００２４】
実施例１と同様に、サーボモータ４０７の回転軸に位置検出器４０８を取り付ける際に、ロータ磁極位置と原点位置の位置合わせをする必要はなく、サーボモータ４０７の回転
軸の任意角度位置に位置検出器４０８を取り付ける（第1ステップ）。
【００２５】
次に、図５を併用して位置検出器を取り付けた後の原点調整方法について説明する。サーボアンプの電源４０５を立上げ後、位置検出器４０８からの位置データを生成する。サーボアンプから位置データをスイープさせるコマンドを位置検出器４０８へ送信し、そのコマンドに従い位置検出器４０８は位置データをスイープさせ、サーボＯＮを実行する（第２ステップ）。
【００２６】
サーボＯＮ実行後、一定速の速度指令を入力し、サーボモータ４０７を駆動させ、電流センサ４１１にてモータ電流を検出してピーク検出部４１３にて保持させる。電流を検出させた後は速度指令を停止し、サーボＯＦＦを実行させる。以上の動作を繰返し行い、電流センサ４１１で検出した電流値があらかじめ設定した設定値以下であればその動作を中止し、スイープによる調整後の原点信号の位置データを新たな原点位置データすなわち補正値として位置検出器４０８のメモリ４１６に記憶保持させる（第３ステップ）。
【００２７】
その後メモリ４１６に保持させた補正値を位置検出器のオフセットデータとすることでサーボシステムの原点調整が完了する（第４ステップ）。
【００２８】
補正値を記憶する場所がサーボアンプ内から位置検出器内の記憶手段に変わるだけで、位置データをスイープさせてモータ電流値が設定値以下になる位置を検出し、新たな原点位置データを補正値として記憶手段に記憶させる点は実施例１と同じである。
【００２９】
上記２つの実施例から明らかなように、位置検出器を任意位置に取り付けた位置データをスイープさせ、モータ電流の最小位置を検出し、スイープ調整後の原点位置データを補正値としてサーボアンプもしくは位置検出器の記憶手段に記憶させ、その後この補正値をオフセットデータとして用いることでサーボシステムの原点調整作業が完了するため、位置検出器をサーボモータの回転軸に対して任意の角度位置に取り付けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のサーボシステムの原点調整方法は、位置検出器に光学式アブソリュートエンコーダを搭載したサーボシステムに最適であり、耐環境性が高いレゾルバを搭載したサーボシステムにも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１におけるサーボシステムのブロック図
【図２】本発明の実施例１における原点調整方法のフローチャート
【図３】本発明における仮原点位置とモータ電流の関係を説明する図
【図４】本発明の実施例２におけるサーボシステムのブロック図
【図５】本発明の実施例２における原点調整方法のフローチャート
【図６】従来のサーボシステムのブロック図
【符号の説明】
【００３２】
１０１、４０１  位置指令器
１０２、４０２  位置制御器
１０３、４０３  速度制御器
１０４、４０４  電流制御器
１０５、４０５  電源
１０６、４０６  電力変換器
１０７、４０７  サーボモータ
１０８、４０８  位置検出器
１０９、４０９  インターフェース
１１０、４１０  速度変換器
１１１、４１１  電流センサ
１１２、４１２  インターフェース
１１３  演算器
１１４、４１６  メモリ
１１５、４１３  ピーク検出部
４１４  インターフェース
４１５  信号処理
４１７  位置信号検出部
【図１】
2005210762.tif 000003
【図２】
2005210762.tif 000004
【図３】
2005210762.tif 000005
【図４】
2005210762.tif 000006
【図５】
2005210762.tif 000007
【図６】
2005210762.tif 000008