JP4555913B2 - Fieldbus compatible resolver device - Google Patents
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Description
本発明は、レゾルバの筐体内に、レゾルバ、R/Dコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースを内蔵させ、レゾルバ単体でフィールドバスインターフェースを介して外部の上位の制御部に絶対値信号を出力することができるようにするための新規な改良に関する。 According to the present invention, a resolver, an R / D converter, a controller, and a fieldbus interface are built in a resolver casing, and an absolute value signal can be output to an external higher-level control unit via the fieldbus interface by itself. It relates to new improvements to make it possible.
従来、用いられていたこの種のフィールドバス対応型レゾルバ装置としては、社内製作であるため、特に、特許文献は開示していないが、図12に示される構成を挙げることができる。
すなわち、図12において符号1で示されるものは、単体として構成され、入力軸1Aを有するレゾルバであり、このレゾルバ1からのレゾルバ信号1aはコンバータ2を介して上位のPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)等からなる制御部3に送信されるように構成されている。
Conventionally, this type of fieldbus-compatible resolver device that has been used is manufactured in-house, so that the patent literature is not disclosed, but the configuration shown in FIG. 12 can be mentioned.
That is, what is denoted by
前記コンバータ2は、フィールドバスインターフェース4、FPGA又はCPU等からなるコントローラ5及びR/Dコンバータ6とから構成されている。
前記レゾルバ1からのレゾルバ信号1aは、R/Dコンバータ6にてR/D変換された後にコントローラ5を介してフィールドバスインターフェース4に送られ、このフィールドバスインターフェース4から上位の制御部3に伝送されている。
The converter 2 includes a
The
従来のフィールドバス対応型レゾルバ装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、コンバータとレゾルバ間が多芯センサケーブルで接続されているため、多線による組立て及びメンテナンスの不利、信頼性の低下、コストアップ等となり、多芯センサケーブル長による位相ずれ及び励磁電圧変動の発生もあり、高精度の絶対値信号を得ることは容易ではなかった。
Since the conventional fieldbus-compatible resolver device is configured as described above, the following problems exist.
That is, since the converter and resolver are connected by a multi-core sensor cable, there are disadvantages in assembly and maintenance due to multi-wires, a decrease in reliability, an increase in cost, etc. As a result, it was not easy to obtain a highly accurate absolute value signal.
本発明によるフィールドバス対応型レゾルバ装置は、レゾルバのレゾルバ信号をデジタル化するR/Dコンバータと、前記R/Dコンバータに接続されたコントローラと、前記コントローラに接続され上位の制御部に接続されるフィールドバスインターフェースとからなるフィールドバス対応型レゾルバ装置において、前記レゾルバの筐体内に前記レゾルバ、R/Dコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースが内蔵され、前記R/Dコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースは、前記筐体内の回路基板に設けられ、前記回路基板は、前記筐体内に設けられ前記レゾルバとは隔壁を介して形成された部屋内に設けられ、前記回路基板は、前記隔壁に設けられた支持部材と前記筐体との間に支持されている構成であり、また、前記レゾルバは1対よりなり、前記各レゾルバ間には減速ギアが設けられ、前記各レゾルバは前記減速ギアを介して接続されている構成であり、また、前記レゾルバは1対よりなり、前記各レゾルバの入力側には減速ギアが設けられている構成であり、また、前記筐体の部屋にはバッテリーが設けられている構成であり、また、前記筐体の部屋内における少なくとも前記レゾルバ側には断熱部材が設けられ、前記部屋の部屋後壁には冷却部が設けられ、前記冷却部の背面にはヒートシンクが設けられている構成であり、また、前記レゾルバの回転方向に対する少なくとも位置データの増減、位置のプリセット及び入力諸元のパラメータ設定が、前記制御部より前記フィールドバスインターフェースにて伝送され、前記コントローラの不揮発性メモリに保存されるようにした構成であり、また、前記1対のレゾルバのレゾルバ信号を前記R/Dコンバータで変換し、前記各レゾルバ信号の2値を前記コントローラにてミキシングし、前記減速ギアのギア比分の多回転量を絶対値検出する構成であり、また、前記1対のレゾルバのレゾルバ信号をR/Dコンバータで変換し、前記各レゾルバ信号の2値を前記コントローラにてミキシングし、1対の前記各減速ギアのギア比分の多回転量を絶対値検出する構成であり、また、前記バッテリーを用い、外部電源断時に定期的に前記R/Dコンバータを動作させて前記レゾルバの多回転量の絶対値を検出する構成である。 A fieldbus-compatible resolver device according to the present invention is an R / D converter that digitizes resolver signals of a resolver, a controller connected to the R / D converter, and a controller connected to the controller and connected to an upper control unit. in fieldbus resolver apparatus comprising a field bus interface, the resolver in a housing of the resolver, R / D converter, the controller and the field bus interface is built, prior SL R / D converter, a controller and a field bus interface , said housing on a circuit board provided et al is of previous SL circuit board, wherein the said resolver provided in the housing are found provided in the room which is formed through the partition wall, before SL circuit board, the Supported between a support member provided on the partition and the housing The resolver is composed of a pair, a reduction gear is provided between the resolvers, and the resolvers are connected via the reduction gear, and the resolver It is a configuration in which a reduction gear is provided on the input side of each resolver, and a battery is provided in a room of the casing. A heat insulating member is provided at least on the resolver side in the interior, a cooling part is provided on the rear wall of the room, and a heat sink is provided on the back surface of the cooling part. At least increase / decrease in position data with respect to the rotation direction, position preset and parameter settings of input specifications are transmitted from the control unit via the fieldbus interface, The resolver signals of the pair of resolvers are converted by the R / D converter, and the binary values of the resolver signals are mixed by the controller. The absolute value of the multi-rotation amount corresponding to the gear ratio of the reduction gear is detected, and the resolver signal of the pair of resolvers is converted by an R / D converter, and the binary value of each resolver signal is sent to the controller. And the absolute value of the multi-rotation amount corresponding to the gear ratio of each of the pair of reduction gears is detected, and the R / D converter is operated periodically when the external power is cut off using the battery. The absolute value of the amount of multiple rotations of the resolver is detected.
本発明によるフィールドバス対応型レゾルバ装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、レゾルバの筐体内に、R/Dコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースが内蔵されているため、レゾルバのレゾルバ信号を直接回路基板に接続することができ、従来、用いていたレゾルバとR/Dコンバータとを接続するための多芯ケーブルを必要とせず、省線、信頼性の向上、コスト低減、設計時間の短縮、配線チェック時間の短縮等を達成することができる。
Since the fieldbus-compatible resolver device according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
In other words, since the R / D converter, the controller, and the field bus interface are built in the resolver casing, the resolver resolver signal can be directly connected to the circuit board. A multi-core cable for connecting to the converter is not required, and wire saving, improved reliability, cost reduction, design time reduction, wiring check time reduction, and the like can be achieved.
また、減速ギアを1個又は2個用いた場合でも、レゾルバの筐体の部屋内に前述のR/Dコンバータ、コントローラ、フィールドバスインターフェースを内蔵しているため、センサとしてのレゾルバを1ユニットとして小型化でき、FA現場で多数設置する場合に、大幅な省スペース及び省配線化を達成することができる。
また、レゾルバの筐体に形成された部屋内に前述のR/Dコンバータ、コントローラ、フィールドバスインターフェースを設けた回路基板と共にバッテリーを設けているため、1ユニットのレゾルバでバックアップ機能を有する小型で高性能の構成を得ることができる。
Even if one or two reduction gears are used, the resolver as a sensor is made one unit because the above-mentioned R / D converter, controller and fieldbus interface are built in the room of the resolver housing. It can be reduced in size, and when many are installed on the FA site, significant space saving and wiring saving can be achieved.
In addition, since the battery is provided in the room formed in the resolver casing together with the circuit board provided with the R / D converter, the controller, and the field bus interface described above, the unit is a small and high-capacity having a backup function. A performance configuration can be obtained.
本発明は、レゾルバの筐体内にレゾルバ、R/Dコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースを内蔵させることにより、小型でかつ省線化を計り、信頼性を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to incorporate a resolver, an R / D converter, a controller, and a fieldbus interface in a resolver casing, thereby reducing the size and reducing the line and improving the reliability.
以下、図面と共に本発明によるフィールドバス対応型レゾルバ装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図1において符号1で示されるものは、入力軸1Aを有するレゾルバであり、このレゾルバ1の筐体10内には、R/Dコンバータ6、不揮発性メモリ5aを有するコントローラ5及びフィールドバスインターフェース4とを内蔵している。
前述のレゾルバ、R/Dコンバータ6、コントローラ5及びフィールドバスインターフェース4とにより1ユニットのセンサ1Bを形成している。尚、このセンサ1Bと制御部3とはバスによって接続されている。
A preferred embodiment of a fieldbus-compatible resolver device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to a part the same as that of a prior art example, or an equivalent part.
1 is a resolver having an
The above-described resolver, R /
図2及び図3は、本発明の第1形態を示すための概略構成図と断面図である。
すなわち、図2は1個の第1レゾルバ1に対してR/Dコンバータ6、コントローラ5、フィールドバスインターフェース4及び電源回路15が回路基板20に設けられた状態を示し、前記フィールドバスインターフェース4はフィールドバス16へ接続され、電源17が前記電源回路15に接続されている。
2 and 3 are a schematic configuration diagram and a cross-sectional view for illustrating the first embodiment of the present invention.
That is, FIG. 2 shows a state in which the R /
前記筐体10には、図3で示されるように、1対の軸受21、22を介して入力軸1Aが回転自在に設けられ、この入力軸1Aの回転により第1レゾルバ1のロータ23が回転し、周知の構成によって第1レゾルバ1からレゾルバ信号1aが得られるように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
前記筐体10の後部側には、前記第1レゾルバ1の後部が隔壁25によって仕切られていることにより後壁26によって空間からなる部屋27が形成されている。
前記隔壁25の内面には支持部材28が設けられ、この支持部材28と後壁26との間には前記回路基板20が前記部屋27内に位置して配設されている。
On the rear side of the
A
次に、図4及び図5は本発明の第2形態を示しており、図2及び図3と同一部分には同一符号を付して説明を省略すると共に、異なる部分についてのみ説明する。
すなわち、1対の第1、第2レゾルバ1、1Eが設けられ、各レゾルバ1、1E間には第1減速ギア30で接続され、第2レゾルバ1Eによって第1レゾルバ1の多回転が検出されるように構成されている。
Next, FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different parts will be described.
That is, a pair of first and
次に、図6及び図7は、本発明の第3形態を示すもので、図4及び図5と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略すると共に、異なる部分についてのみ説明する。
すなわち、入力軸1Aと第1レゾルバ1との間に第1減速ギア30が設けられ、他の部分は図5の構成と同一である。
Next, FIGS. 6 and 7 show a third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different parts are described. .
That is, the first reduction gear 30 is provided between the
次に、図8及び図9は、本発明の第4形態を示すもので、前述の図2及び図3で示される第1形態と同一構成であり、異なる部分は、前記部屋27内にバッテリー60が設けられ、前記R/Dコンバータ6、コントローラ5及びフィールドバスインターフェース4の停電時のバックアップが行われるように構成されている。
Next, FIGS. 8 and 9 show a fourth embodiment of the present invention, which has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3 described above. The R /
次に、図10及び図11は、本発明の第5形態を示すもので、図8及び図9の構成とほぼ同一であり、異なる部分は部屋27内に断熱部材40と冷却部41を設け、この冷却部41をコントローラ5に接続されたサーモスイッチ42で制御するように構成されている。
Next, FIGS. 10 and 11 show a fifth embodiment of the present invention, which is substantially the same as the configuration of FIGS. 8 and 9, and different portions are provided with a heat insulating member 40 and a
前記断熱部材40は、前記部屋27の内壁27aに沿って設けられていると共に、前記隔壁25の内面にも延設されているが、図11の構成に限らず、1対のレゾルバ1、1Eが設けられている場合でも、少なくともレゾルバ1、1E側の隔壁25に設けられている必要がある。
前記部屋27の後壁27bには、前記冷却部41が設けられ、この冷却部41はペルチェ素子等で構成されていると共に、ヒートシンク70が設けられ、前記サーモスイッチ42は前記部屋27の一部に設けられている。
The heat insulating member 40 is provided along the
The
次に、動作について述べる。前述の構成においては、第1レゾルバ1の入力軸1Aの
回転運動(位置、速度)を第1レゾルバ1にてアナログ信号に変換し(尚、レゾルバが第1、第2レゾルバ1、1Eで減速ギア30、31で連結されている場合も同様)、この信号はR/Dコンバータ6にてデジタル変換される。
Next, the operation will be described. In the configuration described above, the rotational motion (position and speed) of the
このデジタル変換された位置情報は、マイクロプロセッサ又はFPGA等からなるコントローラ5にて必要な位置データ及び速度データにデジタル変換され、フィールドバスインターフェース4を介して上位のPLCからなる制御部3に伝送される。
The digitally converted position information is digitally converted into necessary position data and speed data by a
また、各レゾルバ1、1Eの回転方向に対する位置データの増減、位置のプリセット、入力諸元設定、等のパラメータ設定が、前記制御部3よりフィールドバスインターフェース4にて伝送され、コントローラ5に内蔵の不揮発性メモリ5aに保存されると同時に、前記パラメータ設定通りの位置データ及び速度データを制御部3に伝送する。
In addition, parameter settings such as increase / decrease of position data, position preset, input specification setting, etc. with respect to the rotation direction of each
本発明の基本構成は、前述の図2及び図3で示されるレゾルバ装置であり、入力軸1Aの1回転の完全アブソリュート位置検出又は多回転量をコントローラ5にてカウントし、電源断時その多回転量を不揮発性メモリ5aに記憶し、電源投入時以前の位置を生成する方式のセミアブソリュート位置検出が可能である。
The basic configuration of the present invention is the resolver device shown in FIG. 2 and FIG. 3, and the
図4及び図5の構成において、一対のレゾルバ1、1Eを1個の減速ギア30を介して連結させ、この2個のレゾルバ1、1Eのレゾルバ信号1aをR/Dコンバータ6でR/D変換し、コントローラ5にてこの2値をミキシングすることで、前記減速ギア30のギア比分の多回転量を絶対値として検出が可能である。
4 and 5, a pair of
図6及び図7の構成において、一対のレゾルバ1、1Eの前段に各々減速ギア30、31を設け、各レゾルバ1、1Eからのレゾルバ信号1aをR/D変換し、コントローラ5にてこの2値をミキシングすることにより、各レゾルバ1、1Eの各減速ギア30、31の2段のギア比分の多回転量を絶対値として検出が可能である。
6 and FIG. 7, reduction gears 30 and 31 are provided in front of the pair of
図8及び図9の構成において、レゾルバ1の筐体10内にバッテリー60を内蔵し、電源断時に定期的にR/Dコンバータ6を動作させ、多回転量を絶対値として検出可能である。
8 and 9, the
図10及び図11の構成において、通常の使用状態では、レゾルバ1と回路基板20の設置部屋を別々に独立させているが、回路基板20に電子回路を設けているため、最高使用温度が+80℃程度となる。
この最高使用温度を+150℃程度迄改善するために、部屋27の内側を断熱部材40で覆い、サーモスイッチ42で動作が制御される冷却部41によって、部屋27の内部温度が電子回路使用温度上限を超えることのないように制御されている。また、この冷却部41の熱はヒートシンク70によって外気に逃がすことができる。
従って、この冷却部41を用いる構成は、図11の構成のレゾルバに限らず、他の構成のレゾルバにも適用可能である。
10 and 11, in the normal use state, the
In order to improve the maximum use temperature to about + 150 ° C., the inside of the
Therefore, the configuration using the
本発明は、レゾルバに限らず、エンコーダ等にも適用可能である。 The present invention is applicable not only to resolvers but also to encoders and the like.
1、1E レゾルバ
1a レゾルバ信号
2 コンバータ
3 制御部
1A 入力軸
4 フィールドバスインターフェース
5 コントローラ
6 R/Dコンバータ
5a 不揮発性メモリ
10 筐体
15 電源回路
16 フィールドバス
17 電源
20 回路基板
25 隔壁
26 後壁
27 部屋
28 支持部材
30 第1減速ギア
31 第2減速ギア
40 断熱部材
41 冷却部
42 サーモスイッチ
60 バッテリー
70 ヒートシンク
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記レゾルバ(1,1E)の筐体(10)内に前記レゾルバ(1,1E)、R/Dコンバータ(6)、コントローラ(5)及びフィールドバスインターフェース(4)が内蔵され、前記R/Dコンバータ(6)、コントローラ(5)及びフィールドバスインターフェース(4)は、前記筐体(10)内の回路基板(20)に設けられ、前記回路基板(20)は、前記筐体(10)内に設けられ前記レゾルバ(1,1E)とは隔壁(25)を介して形成された部屋(27)内に設けられ、前記回路基板(20)は、前記隔壁(25)に設けられた支持部材(28)と前記筐体(10)との間に支持されていることを特徴とするフィールドバス対応型レゾルバ装置。 R / D converter (6) for digitizing resolver signal (1a) of resolver (1, 1E), controller (5) connected to R / D converter (6), and connected to controller (5) In the fieldbus-compatible resolver device comprising the fieldbus interface (4) connected to the upper control unit (3),
Housing (10) the resolver in the resolver (1, 1E) (1, 1E), R / D converter (6), the controller (5) and the field bus interface (4) is built, before Symbol R / D converter (6), the controller (5) and the field bus interface (4), said housing (10) et provided on the circuit board (20) in which, before Symbol circuit board (20), said housing (10) the resolver provided in the (1, 1E) and are found provided in the room which is formed through a partition wall (25) (27), before Symbol circuit board (20), said partition wall (25) it is supported fieldbus corresponding resolver device you wherein between the support member provided with (28) the housing (10) to.
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