(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レゾルバ検出器をもつモータを用いて位置決め制御を行う位置決め装置において、
前記レゾルバ検出器の出力信号に基づいて前記モータの磁極位置を表す値の磁極検出位置信号を生成して出力する磁極位置検出手段と、
ユーザがオフセット値を入力するための入力手段と、
前記磁極位置検出手段によって出力された前記磁極検出位置信号と、前記入力手段によって入力されたオフセット値を加算した結果信号に基づいて、Ｚ相信号を発生させるＺ相信号発生手段と、
原点の位置管理を行う際に用いる近接センサにより出力される信号を読み込んだ後に前記Ｚ相信号発生手段によって発生させられた前記Ｚ相信号を、原点位置を示す原点信号として出力する信号処理手段と
を備えることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
請求項１記載の位置決め装置において、
前記Ｚ相信号発生手段は、前記結果信号が所定の範囲内の値である場合に前記Ｚ相信号を発生させる
ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項３】
レゾルバ検出器をもつモータを用いて位置決め制御を行う位置決め方法において、
前記レゾルバ検出器の出力信号に基づいて前記モータの磁極位置を表す値の磁極検出位置信号を生成して出力し、
出力された前記磁極検出位置信号と、予め入力されたオフセット値を加算した結果信号に基づいて、Ｚ相信号を発生させ、
原点の位置管理を行う際に用いる近接センサにより出力される信号を読み込んだ後に、発生させられた前記Ｚ相信号を、原点位置を示す原点信号として出力する
ことを特徴とする位置決め方法。
【請求項４】
請求項３記載の位置決め方法において、
前記結果信号が所定の範囲内の値である場合に、前記Ｚ相信号を発生させる
ことを特徴とする位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レゾルバ検出器をもつモータを用いて位置決め制御を行う位置決め装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサーボモータで構成される位置決め制御装置においては、位置決め制御の原点を精度良く管理、すなわち精度良く原点復帰動作を行わせるため、一般的に、サーボモータの機械角度１回転に１パルス出力されるＺ相信号を出力する位置検出器と、ユーザが定める装置原点位置付近に設置される近接センサとの２系統の原点検出器を用いて近接センサ直近のＺ相信号を機械原点と定めていた。このような構成においては、近接センサ出力レベルを読み込む制御装置側の時間的読込遅れ、あるいは、近接センサ出力タイミングの再現性の不確定さのために近接センサの設置位置とＺ相信号を出力させる位置との関係に厳しい制約が強いられる。
【０００３】
ここで、図３を参照して、従来の位置決め装置における位置検出部の構成の一例について説明する。図３は、磁極位置の検出器としてサーボモータに一体に形成されているレゾルバ検出器を用いる場合の構成を示している。すなわち、図３に示す位置決め装置は、多極サーボモータ３０１と一体に形成されていて多極サーボモータ３０１の磁極位置を検出するレゾルバ検出器３０２によって磁極位置検出部が構成されている。
【０００４】
レゾルバ検出器３０２では、その電気回路が、例えば、多極サーボモータ３０１と同軸で回転されるロータに巻かれているロータ巻線と、対向するステータに巻かれている１対の励磁巻線と、出力巻線とから構成されている。そして、各励磁巻線にサイン波形とコサイン波形の交流電圧が与えられた場合、出力巻線に回転軸の角度、すなわち磁極位置に比例した位相成分を有する交流電圧が発生される。このレゾルバ検出器３０２から出力されたアナログのレゾルバ信号は、アナログインターフェース回路３０３を介してＡ／Ｄ変換器３０４へと入力される。
【０００５】
入力されたアナログのレゾルバ信号は、Ａ／Ｄ変換器３０４によって、デジタル信号に変換される。位置決め装置が備えるＣＰＵ（中央処理装置）によってソフトウェア処理として実現される磁極位置検出処理３０５は、このデジタル信号に基づいて、多極モータ３０１の磁極検出位置を表す０〜３６０°の角度の値を算出し、算出したデジタル値を磁極検出位置信号ａとして出力する。磁極位置検出処理３０５によって出力された磁極検出位置信号ａは、Ｚ相記号を発生するソフトウェア処理であるＺ相出力処理３０６と、他の制御処理へと供給される。
【０００６】
Ｚ相出力処理３０６は、図４に示すように、レゾルバ信号によって算出された磁極検出位置信号ａが示す磁極位置を入力として用いて、それが電気角度０°±θｅの範囲内にあるとき、あるいは、電気角度０°を通過した際にある時間の間Ｚ相記号をアクティブとして制御装置外部に出力する。ここで、θｅは多極サーボモータ３０１のメーカ側が設定しているＺ相出力幅である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにサーボモータを用いる位置決め装置では、原点の位置管理を行う際に用いる近接センサの設置位置とＺ相信号を出力させる位置との関係に厳しい制約がある。
より詳細には、近接センサの出力に基づいて位置決めを行うに際し、実際に位置決めに用いる近接センサの出力信号の出力タイミングとＺ相信号の出力タイミングとが近接している場合を想定する。この場合にには、近接センサの出力に基づいて位置決め動作を開始するサーボ装置側の近接センサの出力信号の読み込みタイミングの時間的ばらつきによりＺ相信号の出力検知動作に移行する前に本来原点位置として検出すべきＺ相信号が出力が完了してしまい、実際に原点位置として検出されるＺ相信号は次に出力されたＺ相信号となってしまう可能性があった。
一方、レゾルバ検出器を位置検出器として用いる場合、Ｚ相信号が出力される磁極位置が電気角度０°±θｅの範囲で固定されており、広範な位置検出を行うためには、近接センサを用いる必要がある。
【０００８】
上述したように、Ｚ相信号の発生位置と近接センサによる原点の検出位置との関係をサーボ装置側の近接センサの出力読み込みがばらつくタイミングでＺ相信号が出力されないように近接センサの出力信号の出力タイミングとＺ相信号の出力タイミングとを調整する必要がある。
このためには、近接センサの設置位置を調整する必要があり、通常、サーボモータの購入後、ユーザ側で近接センサの設置位置を調整する作業が必要となっていた。
より具体的には、以下のいずれかの方法により調整を行う必要があった。
▲１▼  ユーザは、ボールネジおよびサーボモータ（ＤＤモータを除く）の位置をカップリングをゆるめて近接センサの出力信号の出力タイミングとＺ相信号の出力タイミングの相対的な関係を調整する。
▲２▼  近接センサ取り付け部にあらかじめ「あそび」を設けておき、近接センサの取り付け位置を調整することにより近接センサの出力信号の出力タイミングとＺ相信号の出力タイミングの相対的な関係を調整する。
ところで、上述したような制約により、特に、磁極間距離が短いモータではより高い調整精度が要求されるため、ユーザ側での取扱いが困難となっていた。
そこで、本発明は、従来に比べ原点の位置管理を容易に行うことができる位置決め装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の構成は、レゾルバ検出器をもつモータを用いて位置決め制御を行う位置決め装置において、前記レゾルバ検出器の出力信号に基づいて前記モータの磁極位置を表す値の磁極検出位置信号を生成して出力する磁極位置検出手段と、ユーザがオフセット値を入力するための入力手段と、前記磁極位置検出手段によって出力された前記磁極検出位置信号の値と、前記入力手段によって入力されたオフセット値を加算した結果信号に基づいて、Ｚ相信号を発生させるＺ相信号発生手段と、原点の位置管理を行う際に用いる近接センサにより出力される信号を読み込んだ後に前記Ｚ相信号発生手段によって発生させられた前記Ｚ相信号を、原点位置を示す原点信号として出力する信号処理手段とを備えることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の構成は、請求項１記載の構成において、前記Ｚ相信号発生手段は、前記結果信号が所定の範囲内の値である場合に前記Ｚ相信号を発生させることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３記載の構成は、レゾルバ検出器をもつモータを用いて位置決め制御を行う位置決め方法において、前記レゾルバ検出器の出力信号に基づいて前記モータの磁極位置を表す値の磁極検出位置信号を生成して出力し、出力された前記磁極検出位置信号の値と、予め入力されたオフセット値を加算した結果信号に基づいて、Ｚ相信号を発生させ、原点の位置管理を行う際に用いる近接センサにより出力される信号を読み込んだ後に、発生させられた前記Ｚ相信号を、原点位置を示す原点信号として出力することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の構成は、請求項３記載の構成において、前記結果信号が所定の範囲内の値である場合に、前記信号を発生させることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による位置決め装置の実施の形態について説明する。図１は、本発明の位置決め装置における磁極位置の検出部に係る構成を示すブロック図であり、磁極位置の検出器としてサーボモータに一体に形成されているレゾルバ検出器を用いる場合の構成を示している。なお、図１において、理解を容易にするため、図３に示すものに対応する構成には同一の符号を付けている。
位置決め装置は、図１に示すように、多極サーボモータ３０１と一体に形成されていて多極サーボモータ３０１の磁極位置を検出するレゾルバ検出器３０２によって磁極位置検出部が構成されている。
【００１４】
このレゾルバ検出器３０２から出力されたアナログのレゾルバ信号は、アナログインターフェース回路３０３を介してＡ／Ｄ変換器３０４へと入力され、Ａ／Ｄ変換器３０４によって、デジタル信号に変換される。位置決め装置が備えるＣＰＵ（中央処理装置）によってソフトウェア処理として実現される磁極位置検出処理３０５は、このデジタル信号に基づいて、多極モータ３０１の磁極検出位置を表す０〜３６０°の角度の値を算出し、算出したデジタル値を磁極検出位置信号ａとしてオフセット入力・加算部３０７に出力する。
【００１５】
オフセット入力・加算部３０７は、０〜３６０°のＺ相オフセット値をユーザによって入力可能にするとともに、磁極位置検出処理３０５から出力される磁極検出位置信号ａと、入力されたオフセット値を加算（あるいは減算）した結果信号ｂを、磁極検出位置信号ａに代わる電気角度の基準値としてＺ相出力処理３０６に供給する。ただし、オフセット入力・加算部３０７における結果信号ｂは、０〜３６０°の値に変換されているものとする。
【００１６】
オフセット入力・加算部３０７によって出力された結果信号ｂは、Ｚ相記号を発生するソフトウェア処理であるＺ相出力処理３０６と、他の制御処理へと供給される。
【００１７】
図２は、Ｚ相出力処理３０６が出力するＺ相信号の波形の一例を示す図であり、磁極位置検出処理３０５が出力する磁極検出位置信号ａ、オフセット入力・加算部３０７で入力されたＺ相出力オフセット値、およびＺ相出力処理３０６が出力するＺ相信号とを縦軸に示し、横軸に実際のモータ磁極位置を示している。Ｚ相出力処理３０６は入力された値が０°±θｅのときにＺ相信号を出力するので、図４に示す従来の例では磁極検出位置信号ａの値が０°±θｅのときにＺ相信号が発生されていたのに対して、図２に示す場合、各Ｚ相信号は、磁極検出位置信号ａの値がＺ相出力オフセット値±θｅと等しくなるときに繰り返し発生されるようになっている。
【００１８】
なお、上記のオフセット入力・加算部３０７は、例えば、ユーザがＺ相オフセット値を入力するための入力手段と、入力されたＺ相オフセット値を磁極検出位置信号ａに加算または減算する処理をソフトウェア処理によって行う処理手段として機能する。この場合、入力手段としては、複数の半固定スイッチを組み合わせたものや、ロータリスイッチによるもの、あるいはキーボード等を用いたものとして構成することが可能である。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｚ相信号の出力位置をユーザが任意に調整可能なので、ユーザが近接スイッチの取付位置を調整することなく確実な原点復帰動作等の原点管理が可能となる。また、この機能により、機械側原点とモータの電気的な原点とを一致させることも可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、ユーザが入力手段によりオフセット値を入力し、このオフセット値および磁極位置検出手段によって算出された磁極位置に基づいて、モータの磁極位置が所定位置であることを示す原点信号を出力するので、従来に比べ原点の確実な位置管理を容易に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による位置決め装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】  図１のＺ相出力処理の動作を説明するための波形図である。
【図３】  従来の位置決め装置の実施形態を示すブロック図である。
【図４】  図３のＺ相出力処理の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
３０１…多極モータ、
３０２…レゾルバ検出器、
３０３…アナログインターフェース回路、
３０４…Ａ／Ｄ変換器、
３０５…磁極位置検出処理、
３０６…Ｚ相出力処理、
３０７…オフセット入力・加算部、
ａ…磁極検出位置信号、
ｂ…結果信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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