JP2007288970A - Backup power supply for absolute encoder having abnormality detection function of at least either secondary battery or charging circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池及び充電回路の少なくとも一方の異常検出機能を有するアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源に関する。 The present invention relates to a backup power supply for an absolute encoder having an abnormality detection function of at least one of a secondary battery and a charging circuit.
アブソリュートエンコーダは、産業機械、工作機械または産業用ロボット等の回転部やモータ軸等の非制御装置に接続されて、非制御装置の各種回転部の位置または直線上の位置を検出し保持するものである。ここで、非制御装置を駆動する制御装置は常に稼動状態にあるわけではなく、例えば非制御装置による作業が終了した場合や停電が発生した場合には、制御装置への電力供給は断たれてしまい、したがってアブソリュートエンコーダへの電力供給も断たれてしまうので、アブソリュートエンコーダが検出した位置情報等が失われるという問題が発生する。このため、従来はバックアップ電源を用意しておき、制御装置への電力供給が断たれるとバックアップ電源から電力をアブソリュートエンコーダに供給していた。 Absolute encoders are connected to non-control devices such as industrial machinery, machine tools, industrial robots, etc., and rotating parts, motor shafts, etc., and detect and hold the position of various rotating parts of non-control devices or the position on a straight line. It is. Here, the control device that drives the non-control device is not always in an operating state. For example, when the operation by the non-control device is completed or a power failure occurs, the power supply to the control device is cut off. Therefore, the power supply to the absolute encoder is also cut off, which causes a problem that the position information detected by the absolute encoder is lost. For this reason, conventionally, a backup power source is prepared, and when the power supply to the control device is cut off, the power is supplied from the backup power source to the absolute encoder.
図1は従来のアブソリュートエンコーダを含む全体システムの構成を示すブロック図である。同図において、11は非制御装置の一例としてのサーボモータ12を制御する制御装置、13はアブソリュートエンコーダ、14はバックアップ電源、15は充電用電源、16は制御装置11とサーボモータ13を接続する主電源線、17は制御装置11とサーボモータ13を接続するデータ通信用信号線、18はバックアップ用電源14とサーボモータ13を接続するバックアップ電源線、19は制御装置11とサーボモータ13を接続する0Vの接地線である。バックアップ用電源14は充電可能電池として知られている二次電池141とこれを充電する充電回路142とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an entire system including a conventional absolute encoder. In the figure, 11 is a control device for controlling a
動作において、アブソリュートエンコーダ13は、バックアップ電源14の電圧異常を検出すると、データ通信用信号線17を通じて制御装置11に電圧異常状態を通知する。制御装置11はその電圧異常状態の内容を表示し、オペレータに二次電池141が充電不可能な状態にまで放電してしまう前に、充電用電源15を充電回路142に接続して二次電池141を充電する。制御装置11から主電源が供給されている間は、制御装置11から主電源線16を介してアブソリュートエンコーダ13に電力が供給されるとともに、バックアップ電源14からバックアップ電源線18を介してアブソリュートエンコーダ13に電力が供給される。アブソリュートエンコーダ13に保持されている位置情報はデータ通信用信号線17を介して制御装置11に戻されてサーボモータ12の制御に用いられる。
In operation, when the
制御装置11内の主電源がオフとなったときは、バックアップ電源14のみからバックアップ電源線18を介してアブソリュートエンコーダ13に電力が供給されてサーボモータ12の回転位置の検出動作を継続し、それにより、モータシャフトの位置ひいては非制御装置である機械のテーブル位置の情報をアブソリュートエンコーダ13内に保持し続けることを可能にしている。
When the main power supply in the control device 11 is turned off, electric power is supplied from only the
このように、通常は二次電池141が放電完了する前に、充電用電源15を充電回路142に接続して二次電池141を充電する。しかし、二次電池141は、充電回数過多による放電特性劣化や、製造条件のばらつき等による低寿命品混入があった場合、充電が間に合わずに、電池切れを招くケースがある。また、充電回路が異常になる場合もある。アブソリュートエンコーダの用途では、携帯電話等の一般電子機器と性格が異なり、一度でも電池切れになったり、充電回路が異常になってしまうと機械等の非制御装置の座標の位置情報が消失し、非制御装置の座標の位置合わせ作業のために非制御装置の長時間停止が余儀なくされるなど、電池切れが及ぼす影響が大きい。
Thus, normally, before the
本発明の目的は、上記従来技術における問題に鑑み、アブソリュートエンコーダに給電するための二次電池及び充電回路の少なくとも一方の異常状態を検出または予知した場合に、いち早く制御装置に情報を伝達し、それにより、バックアップ電源の交換処置を、二次電池の充電が不可能になる前に確実に行うことができるようにし、それにより、非制御装置である機械等の原点位置情報の消失を未然に防ぐことにある。 The object of the present invention is to quickly transmit information to a control device when an abnormal state of at least one of a secondary battery and a charging circuit for supplying power to an absolute encoder is detected or predicted in view of the problems in the prior art, As a result, the backup power supply replacement procedure can be reliably performed before the secondary battery can no longer be charged, thereby preventing the loss of the origin position information of the machine that is a non-control device. There is to prevent.
上記の目的を達成するために、本発明により提供されるものは、バックアップ電源が二次電池及び充電回路の少なくとも一方の異常を検出する異常検出回路を備えており、異常検出回路が異常を検出した場合に、バックアップ電源の出力電圧を、アブソリュートエンコーダがバックアップ電圧異常状態を検出する電圧に変化させることを特徴とする二次電池及び充電回路の少なくとも一方の異常検出機能を有するアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源である。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a backup power source includes an abnormality detection circuit that detects an abnormality of at least one of a secondary battery and a charging circuit, and the abnormality detection circuit detects an abnormality. In this case, the backup power supply for the absolute encoder having an abnormality detection function of at least one of the secondary battery and the charging circuit, wherein the output voltage of the backup power supply is changed to a voltage at which the absolute encoder detects the abnormal backup voltage state. It is.
本発明の第2の態様によれば、さらに、二次電池の出力電圧を、アブソリュートエンコーダがバックアップ電圧の異常を検出できる電圧で、且つ、アブソリュートエンコーダの位置情報を消失させない電圧に変換する電圧変換回路と、異常状態検出回路が二次電池及び充電回路の少なくとも一方の異常を検出した場合に、二次電池の出力電圧に替えて電圧変換回路の出力電圧をアブソリュートエンコーダに印加する出力切替回路とを備えている。 According to the second aspect of the present invention, the voltage conversion further converts the output voltage of the secondary battery into a voltage at which the absolute encoder can detect the abnormality of the backup voltage and does not lose the position information of the absolute encoder. And an output switching circuit that applies the output voltage of the voltage conversion circuit to the absolute encoder instead of the output voltage of the secondary battery when the abnormal state detection circuit detects an abnormality of at least one of the secondary battery and the charging circuit. It has.
バックアップ電源と制御装置間の通信信号線や制御装置側での異常状態信号受信回路などを追加することなく、二次電池及び充電回路の少なくとも一方の異常が制御装置に通知されるので、二次電池が充電不可能になる前に確実に二次電池の交換をすることができ、したがって非制御装置である機械等の原点位置情報の消失を未然に防ぐことが出来る。 Without adding a communication signal line between the backup power supply and the control device or an abnormal state signal receiving circuit on the control device side, at least one abnormality of the secondary battery and the charging circuit is notified to the control device. The secondary battery can be surely replaced before the battery becomes unchargeable. Therefore, it is possible to prevent the loss of origin position information of a machine or the like that is a non-control device.
以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は本発明の実施例によるアブソリュートエンコーダ用二次電池の異常検出機能を有するバックアップ電源の構成を示すブロック図である。同図において、21は非制御装置の一例としてのサーボモータ22を制御する制御装置、23はアブソリュートエンコーダ、24はバックアップ電源、25は充電用電源、26は制御装置21とアブソリュートエンコーダ23を接続する主電源線、27は制御装置21とアブソリュートエンコーダ23を接続するデータ通信用信号線、28はバックアップ用電源24とアブソリュートエンコーダ23を接続するバックアップ電源線、29は制御装置21とアブソリュートエンコーダ23を接続する0Vの接地線である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a backup power supply having an abnormality detection function for a secondary battery for an absolute encoder according to an embodiment of the present invention. In the figure, 21 is a control device for controlling a
本発明の実施例により、バックアップ用電源24は、二次電池241の異常を検出する異常検出回路242を備えている。
According to the embodiment of the present invention, the
バックアップ用電源24は更に、二次電池241の出力電圧を、アブソリュートエンコーダ23がバックアップ電圧の異常を検出できる電圧で、且つ、アブソリュートエンコーダ23の位置情報を消失させない電圧に変換する電圧変換回路243と、異常状態検出回路242が二次電池241の異常を検出した場合に、二次電池241の出力電圧に替えて電圧変換回路243の出力電圧をアブソリュートエンコーダ23に印加する出力切替回路244と、二次電池241を充電する充電回路245を備えている。
The
二次電池及び充電回路が正常である場合のバックアップ用電源の動作は図1に示した従来のものと同じなので説明を省略する。 The operation of the backup power source when the secondary battery and the charging circuit are normal is the same as that of the conventional power source shown in FIG.
異常検出回路242は、二次電池241に対する充電電流過大、放電時の電圧低下、前回充電から今回充電までの期間の短縮、電池の高温状態、充電回路245の異常、などを検出する。
異常状態検出回路242が二次電池241及び充電回路245の少なくとも一方の異常を検出した場合に、バックアップ電源24の出力電圧を、アブソリュートエンコーダ23がバックアップ電圧異常状態を検出する電圧に変化させる。アブソリュートエンコーダ23内には電圧異常検出回路が内蔵されている。
The
When the abnormal
電圧変換回路243は、DC/DCコンバータなどで実現され、二次電池241の電圧を低下(または昇圧)させる。出力切換回路244はリレーや半導体スイッチなどで実現され、異常状態検出回路242から出力された異常状態信号の値に応じて出力を選択する。即ち、正常時は、二次電池241の出力を選択して出力し、異常時は、電圧変換回路243の出力を選択して出力する。
The
前述のように、電圧変換回路243の出力電圧は、アブソリュートエンコーダ23がバックアップ電圧の異常を検出できる電圧に設定される。この時、この電圧ではアブソリュートエンコーダの位置情報は消失しないようにその電圧が設定される。なお、位置情報を維持できないバックアップ電圧値、またはエンコーダ動作をできないバックアップ電圧値については、さらに別の検出回路が準備されている。
As described above, the output voltage of the
アブソリュートエンコーダ23は、従来と同様に、バックアップ電圧低下等の異常を検出した場合、データ通信用信号線27を通じて、制御装置21に異常状態を送信するように構成されている。
The
したがって、バックアップ電源24と制御装置21の間の通信信号線や制御装置側での異常状態信号受信回路などの特別のインターフェース回路を追加することなく、二次電池241及び充電回路245の少なくとも一方の異常が伝達される。
Therefore, at least one of the
図3は図2に示したアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源24内の電圧変換回路243及び出力切替回路244の構成の一例を示す図である。同図において、図2と同一部分には同一の参照番号を付してある。本例では、電圧変換回路243は直列接続されたダイオード31〜33で構成されており、電圧切替回路244はこのダイオードの直列接続回路に並列接続されたスイッチ34で構成されている。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the
動作において、二次電池241及び充電回路245の両方が正常時はスイッチ34は閉じており、二次電池241の出力をそのままアブソリュートエンコーダ23に出力する。二次電池241及び充電回路245の少なくとも一方が異常な時は、スイッチが開き、ダイオード31〜33による電圧降下の分だけバックアップ電源24の出力電圧が低くなる。これを電圧低下(異常)としてアブソリュートエンコーダ23で検出する。
In operation, when both the
これにより、二次電池241及び充電回路245の少なくとも一方が異常な状態を検出または予知した場合に、いち早く制御装置23に情報を伝達し、従来通りの保守作業(バックアップ電源の交換処置)を行うことにより、非制御装置である機械等の原点位置消失を未然に防ぐことができる。
As a result, when at least one of the
本発明により、アブソリュートエンコーダに給電するための二次電池及び充電回路の少なくとも一方の異常状態を検出または予知した場合に、いち早く制御装置に情報を伝達し、それにより、バックアップ電源の交換処置を、二次電池の充電が不可能になる前に確実に行うことができるようにでき、それにより、非制御装置である機械等の原点位置情報の消失を未然に防ぐことが可能になる。 According to the present invention, when an abnormal state of at least one of the secondary battery and the charging circuit for supplying power to the absolute encoder is detected or predicted, information is promptly transmitted to the control device, thereby replacing the backup power source. It is possible to ensure that the secondary battery can be charged before it becomes impossible to prevent the loss of the origin position information of a machine or the like that is a non-control device.
22 サーボモータ(非制御装置)
23 アブソリュートエンコーダ
24 アブソリュートエンコーダ用バックアップ電源
241 二次電池
242 異常状態検出回路
243 電圧変換回路
244 出力切替回路
22 Servo motor (non-control device)
23
Claims (2)
前記バックアップ電源は二次電池と、前記二次電池を充電する充電回路と、前記二次電池及び前記充電回路の少なくとも一方の異常状態を検出する異常状態検出回路とを備えており、前記異常状態検出回路が前記二次電池及び前記充電回路の少なくとも一方の異常を検出した場合に、前記バックアップ電源の出力電圧を、前記アブソリュートエンコーダがバックアップ電圧異常状態を検出する電圧に変化させることを特徴とする二次電池及び充電回路の少なくとも一方の異常検出機能を有するアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源。 A backup power supply that supplies power to the absolute encoder so that the absolute encoder performs at least one of position detection operation and position information holding of the controlled device when the power of the control device that controls the controlled device is turned off. ,
The backup power source includes a secondary battery, a charging circuit that charges the secondary battery, and an abnormal state detection circuit that detects an abnormal state of at least one of the secondary battery and the charging circuit, and the abnormal state When the detection circuit detects an abnormality in at least one of the secondary battery and the charging circuit, the output voltage of the backup power supply is changed to a voltage at which the absolute encoder detects an abnormal backup voltage state. A backup power source for an absolute encoder having a function of detecting an abnormality in at least one of a secondary battery and a charging circuit.
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