(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸に取り付けられた位置検出器の検出信号と、前記モータの出力軸に連結された負荷装置に取り付けられた外部位置検出器の検出信号とを入力し、上位コントローラからの位置指令に応じてモータを駆動制御するサーボアンプにおいて、前記位置検出器および外部位置検出器から、現在位置情報として９０度の位相差を持つＡＢ相信号をそれぞれ入力する第一信号セレクタと、基準位置情報としてのＺ相信号をそれぞれ入力する第二信号セレクタとを備え、
前記第一信号セレクタで外部位置検出器のＡＢ相信号を、第二信号セレクタで位置検出器のＺ相信号をそれぞれ選択し、これら選択した検出信号を前記上位コントローラへ出力することを特徴としたサーボアンプ。
【請求項２】
前記位置検出器または外部位置検出器の検出信号の少なくとも一つがシリアル通信で送られる請求項１に記載のサーボアンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの位置検出器と負荷側の外部位置検出器からの位置検出情報を上位コントローラへパルスで出力するサーボアンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置をはじめとするＦＡ分野の装置において、サーボモータの回転軸に取り付けられたエンコーダの位置検出信号と、負荷側に取り付けられた外部位置検出器の位置検出信号とを位置決め制御に用い、フルクローズド位置制御の高速化、上位コントローラの簡素化を目的としたフルクローズドループ位置制御装置が提案されている（例えば、特
許文献１参照）。
【０００３】
通常、サーボアンプに指令を送る上位コントローラは、モータまたは負荷装置の現在位置情報を取得するため、サーボアンプから出力される９０度の位相差を持つ２種類の信号（一般にＡＢ相と呼ぶ）のパルス数をカウントする。
【０００４】
さらに、位置の基準となる基準信号（一般にＺ相と呼ぶ）が一箇所以上用意されているのが一般的であり、Ｚ相も基準位置信号としてＡＢ相信号とともに、サーボアンプから上位コントローラ側へ出力される。このＡＢＺ相信号は、モータや負荷装置に取り付けられた位置検出器からサーボアンプに入力される位置情報をもとにサーボアンプ内部で生成される。
【０００５】
一方、２相パルス式エンコーダ信号の受信回路およびインターフェースを共用化し、シリアル通信エンコーダおよびフルクローズ制御に対応でき、低価格化，小型化，高性能化が可能なモータ制御装置が提案されている。このモータ制御装置は、２相パルス式エンコーダ（磁極センサ用のシリアル通信を含む）の信号をインターフェースより取り込み、マイコンに入力するもので、前記インターフェースは、シリアル通信エンコーダからのシリアル信号と外部リニアスケールからの２相パルス信号とを接続可能とし、前記マイコンは、２相パルス式エンコーダを使用したモードと、シリアル通信エンコーダおよび外部リニアスケール信号を使用したモードとをソフトウェアにて切り替える機能を有し、後者のモードでインターフェースにシリアル信号とリニアスケールの２相パルス信号が入力されたときにフルクローズ制御を可能とする（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−２２５６１５号公報
【特許文献２】特開２０００−３３３４８４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、位置情報を表すＡＢＺ相の各信号は、位置検出器ごとにセットでサーボアンプに入力され、セットで上位コントローラに出力される点である。
【０００７】
特許文献２のサーボアンプは、位置検出器または外部位置検出器で検出した一方のＡＢＺ相信号を選択して上位コントローラへ出力することで、フルクローズ制御またはセミクローズ制御に対応することができる。
【０００８】
例えば、フルクローズ制御を選択し、外部位置検出器に基準位置としてのＺ相が１箇所しかないとき、装置の基準位置調整を実施する際に、負荷をＺ相の位置まで移動させる必要がある。この移動量が大きいと、基準位置調整に多くに時間が必要となる。そこで、外部位置検出器におけるＺ相の位置を変更すると、特殊仕様となりコストアップとなる。
【０００９】
一方、厳密な位置精度が要求されない装置では、外部位置検出器の本来のＺ相位置を変更することなく、簡易的な基準位置調整方法が望まれている。ところが、２つの位置検出器の検出信号は、ＡＢＺ相がセットであるため個別に利用できない。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、フルクローズ制御とセミクローズ制御に対応でき、簡易的な基準位置調整が可能なサーボアンプ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】
【００１１】
上記課題を解決するために請求項１に記載のサーボアンプは、モータの回転軸に取り付けられた位置検出器の検出信号と、前記モータの出力軸に連結された負荷装置に取り付けられた外部位置検出器の検出信号とを入力し、上位コントローラからの位置指令に応じて
モータを駆動制御するサーボアンプにおいて、前記位置検出器および外部位置検出器から、現在位置情報として９０度の位相差を持つＡＢ相信号をそれぞれ入力する第一信号セレクタと、基準位置情報としてのＺ相信号をそれぞれ入力する第二信号セレクタとを備え、前記第一信号セレクタおよび第二信号セレクタで選択した検出信号を前記上位コントローラへ出力する。
【００１２】
また、前記第一信号セレクタで外部位置検出器のＡＢ相信号を、第二信号セレクタで位置検出器のＺ相信号をそれぞれ選択する。
【００１３】
また、請求項２に記載のサーボアンプは、前記位置検出器または外部位置検出器の検出信号の少なくとも一つがシリアル通信で送られる。
【００１４】
なお、位置検出情報の設定方法として、モータの回転軸に取り付けられた位置検出器の検出信号と、前記モータの出力軸に連結された負荷装置に取り付けられた外部位置検出器の検出信号とを入力し、上位コントローラからの位置指令に応じてモータを駆動制御するサーボアンプを有したフルクローズ制御装置において、前記サーボアンプは、前記位置検出器および外部位置検出器から、現在位置情報として９０度の位相差を持つＡＢ相信号をそれぞれ入力する第一信号セレクタと、基準位置情報としてのＺ相信号をそれぞれ入力する第二信号セレクタとを備え、前記外部位置検出器のＡＢ相信号と位置検出器のＺ信号を選択して上位コントローラへ出力したとき、Ａ相信号（またはＢ相信号）とＺ相信号との立ち上がり（または立ち下がり）を同期させた状態で、モータと負荷装置の駆動軸を連結するといった方法もある。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載のサーボアンプによれば、位置検出器および外部位置検出器からの位置情報（ＡＢ相とＺ相）を個別に選択したＡＢＺ相信号を上位コントローラへ出力することができ、セミクローズ制御とフルクローズ制御の両方に対応することができる。
【００１６】
また、外部位置検出器のＡＢ相信号と位置検出器のＺ信号を上位コントローラへ出力できるので、装置の簡易的な基準位置調整が可能になる。
【００１７】
また、請求項２に記載のサーボアンプによれば、サーボアンプ内部での処理によりＡＢ相パルスとＺ相パルスに変換し、信号セレクタにより個別に選択したＡＢＺ相再生パルスを出力することができるので、フルクローズ制御装置の省線化が可能となる。
【００１８】
なお、基準位置調整方法によれば、フルクローズ制御装置において、外部位置検出器のＺ信号を用いることなく、外部位置検出器のＡＢ相信号とモータの位置検出器のＺ信号を用いることで、簡易的な基準位置調整が実施できる。
【００１９】
このように、位置検出器および外部位置検出器からのＡＢ相信号とＺ相信号とをそれぞれ別々の信号セレクタに入力し、個別に選択することで、複数組のＡＢＺ相信号を上位コントローラへ出力することできるため、１台のサーボアンプでフルクローズ制御とセミクローズ制御の両方に対応できる。
【００２０】
また、フルクローズ制御装置のＺ相信号を用いることなく、外部位置検出器のＡＢ相信号と位置検出器のＺ信号を選択し、ＡＢ相信号とＺ相信号を同期させた状態でモータと負荷装置の駆動軸を連結すれば、簡易的な基準位置調整ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
モータの回転軸に取り付けられた位置検出器の検出信号と、前記モータの出力軸に連結
された負荷装置に取り付けられた外部位置検出器の検出信号とを入力し、上位コントローラからの位置指令に応じてモータを駆動制御するサーボアンプにおいて、前記位置検出器および外部位置検出器から、現在位置情報として９０度の位相差を持つＡＢ相信号をそれぞれ入力する第一信号セレクタと、基準位置情報としてのＺ相信号をそれぞれ入力する第二信号セレクタとを備え、前記第一信号セレクタで外部位置検出器のＡＢ相信号を選択し、第二信号セレクタで位置検出器のＺ信号を選択したＡＢＺ相信号を、前記上位コントローラへ出力する。以下、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照して説明する。図１は本発明のフルクローズ制御装置の全体説明図、図２は本発明のサーボアンプにおける要部の説明図である。
【００２２】
図１において、１は上位コントローラ、２はサーボアンプ、３はサーボモータ、４は位置検出器のロータリーエンコーダ、５は負荷装置、６はボールネジ、７は負荷を搭載するテーブル、８は外部位置検出器のリニアスケール、９は連結用のカップリングである。
【００２３】
上位コントローラ１とサーボアンプ２は、通信指令線１１，通信応答線１５で接続されており、上位コントローラ１は、サーボアンプ２に通信指令線１１を介して指令パルスを出力する。なお、通信指令線１１および通信応答線１５はそれぞれ３本線であるが、１本で図示している。
【００２４】
サーボモータ３は、モータ線（３相線を１本で図示）を介して接続されたサーボアンプ２からの電力供給によって駆動され、回転軸にロータリーエンコーダ４を取り付けており、ロータリーエンコーダ４の検出信号（位置情報）は、エンコーダ線１３を介してサーボアンプ２に入力される。
【００２５】
サーボモータ３の出力軸と、負荷装置５のボールネジ６とは、カップリング９で連結されており、サーボモータ３が回転することでボールネジ６に取り付けたテーブル７が移動する。リニアスケール８は、負荷を搭載したテーブル７の現在位置情報を検出する。リニアスケール８の検出信号（位置情報）は、スケール線１４を介してサーボアンプ２に入力される。なお、エンコーダ線１３およびスケール線１４は、電源線を除きＡＢＺ相の３本線を１本で図示している。
【００２６】
サーボアンプ２は、フルクローズ制御の場合にはリニアスケール８の位置情報を、セミクローズ制御の場合にはロータリーエンコーダ４の位置情報をパルスで通信応答線１５を介して上位コントローラ１に出力し、上位コントローラ１は、指令パルスに対する偏差に応じた指令パルスをサーボアンプ２に出力する。これを繰り返し更新してテーブル７を目的位置まで移動する。
【００２７】
ここで、位置検出器４および外部位置検出器８からサーボアンプ２に送られる検出信号を検出パルス、サーボアンプ２から上位コントローラ１に送られる位置信号を再生パルスとして区別し、位置検出器の位置信号について説明する。
【００２８】
ロータリーエンコーダ４およびリニアスケール８は、現在位置情報として９０度の位相差を持つＡＢ相信号をパラレルの検出パルスで、基準位置情報としてのＺ相信号を検出パルスで、それぞれサーボアンプ２に出力する。サーボアンプ２には、ロータリーエンコーダ４およびリニアスケール８の検出パルスを入力する端子を個別に設けており、エンコーダ線およびスケール線を接続することで、検出パルスをサーボアンプ２に取り込む。
【００２９】
本発明のサーボアンプ２は、内部にＡＢ相パルスを入力する第一信号セレクタ１０ａと
、Ｚ相パルスを入力する第二信号セレクタ１０ｂとを備え、サーボアンプ２から上位コントローラ１へ出力するＡＢ相再生パルスと、Ｚ相再生パルスを個別に出力できる点に特徴があり、図２を併用して説明する。
【００３０】
図２において、サーボアンプ２２は、通信応答線１５ａ（ＡＢ相を１本で図示）と通信応答線１５ｂ（Ｚ相）を介して、上位コントローラに位置検出器の位置情報を再生パルスで出力する。サーボアンプ２２は、この位置検出器の再生パルスを出力する前段に、第一信号セレクタ２０ａと第二信号セレクタ２０ｂを備えている。サーボアンプ２２の内部では、ロータリーエンコーダ４およびリニアスケール８の検出パルス（ＡＢ相パルスおよびＺ相パルス）が、第一信号セレクタ２０ａと第二信号セレクタ２０ｂにそれぞれ入力される。
【００３１】
第一信号セレクタ２０ａには、ロータリーエンコーダ４のＡＢ相パルス１３ａ（２つの信号を１本で図示）とリニアスケール８のＡＢ相パルス１４ａ（２つの信号を１本で図示）が入力され、第二信号セレクタ２０ｂには、ロータリーエンコーダ４のＺ相パルス１３ｂとリニアスケール８のＺ相パルス１４ｂが入力される。第一信号セレクタ２０ａと第二信号セレクタ２０ｂでは、どちらのパルス信号を出力するか選択する。
【００３２】
図２は、第一信号セレクタ２０ａ（２切替を１切替で図示）がリニアスケール８のＡＢ相パルス１４ａを選択し、第二信号セレクタ２０ｂがロータリーエンコーダ４のＺ相パルス１３ｂを選択した状態を示している。ＡＢ相再生パルスは通信応答線１５ａを介して、Ｚ相再生パルスは通信応答線１５ｂを介して、それぞれ上位コントローラ１に出力する。
【００３３】
このように、第一信号セレクタ２０ａと第二信号セレクタ２０ｂを設け、ＡＢ相パルスとＺ相パルスを個別に選択できるため、フレクローズ制御とセミクローズ制御の両方に対応できる。また、リニアスケール８のＡＢ相パルスとロータリーエンコーダ４のＺ相パルスの位置情報を組み合わせることで、簡易的な基準位置調整を可能にすることができる。（実施の形態２）
実施の形態２では、位置検出器とサーボアンプがシリアル通信で接続される場合について説明する。
【００３４】
図３において、サーボアンプ３２は、ロータリーエンコーダ４からの検出信号をシリアル信号１３ｃで受け取る。サーボアンプ３２への信号がシリアル通信である場合、上位コントローラへ送信するＡＢ相再生パルスおよびＺ相再生パルスをサーボアンプ３２内部で生成する必要がある。サーボアンプ３２は、その処理をパルス生成ブロック３０ｃで行い、シリアル信号からＡＢ相パルスおよびＺ相パルスを生成する。
【００３５】
パルス生成ブロック３０ｃで生成したＡＢ相パルスとＺ相パルスは、実施の形態１と同様に、第一信号セレクタ３０ａ（２切替を１切替で図示）と第二信号セレクタ３０ｂに入力され、各信号セレクタで一方の検出パルスを選択する。
【００３６】
サーボアンプ３２は、ＡＢ相再生パルスを通信応答線１５ａ（ＡＢ相を１本で図示）、Ｚ相再生パルスを通信応答線１５ｂから上位コントローラ１に出力する。
【００３７】
なお、実施の形態２では、ロータリーエンコーダ４からサーボアンプ３２への信号がシリアル通信の場合について説明したが、リニアスケールからサーボアンプへの信号がシリアル通信の場合も同様に実施できる。また、ロータローエンコーダからサーボアンプへの信号とリニアスケールからサーボアンプへの信号の両方がシリアル通信の場合には、パルス生成ブロックをもう１つ追加することで同様に実施できる。さらに、パラレル信号とアンプ内部でシリアル通信から生成される信号とを、信号セレクタにより選択する場合も同
様に実施できる。
【００３８】
本発明のサーボアンプによれば、モータの位置検出器および外部位置検出器に対して、２つの信号セレクタを設け、１つの信号セレクタにＡＢ相信号、他の信号セレクタにＺ相信号を入力し、それぞれ一方の信号を選択することで、フルクローズ制御とセミクローズ制御に対応できる。また、外部位置検出器のＡＢ相信号と、モータの位置検出器のＺ相信号を組み合わせることで、簡易的な基準位置調整を可能にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のサーボアンプは、ＦＡ用途のフルクローズ制御装置の基準位置調整などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフルクローズ制御装置の説明図
【図２】本発明の実施の形態１におけるサーボアンプにおける要部の説明図
【図３】本発明の実施の形態２におけるサーボアンプにおける要部の説明図
【符号の説明】
【００４１】
１  上位コントローラ
２，２２，３２  サーボアンプ
３  サーボモータ
４  位置検出器（ロータリーエンコーダ）
５  負荷装置
６  ボールネジ
７  テーブル
８  外部位置検出器（リニアスケール）
９  カップリング
１０ａ，２０ａ，３０ａ  第一信号セレクタ
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ  第二信号セレクタ
１１  通信指令線
１２  モータ線
１３  エンコーダ線
１３ａ  ＡＢ相パルス
１３ｂ  Ｚ相パルス
１３ｃ  シリアル信号
１４  スケール線
１４ａ  ＡＢ相パルス
１４ｂ  Ｚ相パルス
１５，１５ａ，１５ｂ  通信応答線
３０ｃ  パルス生成ブロック
【図１】
0005045377.tif 000002
【図２】
0005045377.tif 000003
【図３】
0005045377.tif 000004