JP5449634B1 - サーボモータおよびエンコーダ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係るエンコーダを備えたサーボシステムの構成を示す図である。サーボシステム1Aは、サーボモータ(モータ2およびエンコーダ3A)と、モータ制御装置(サーボアンプ)4とを備えている。
図2は、故障判定の一例を説明するための図である。比較診断部15Xは、多回転データ(Mx)と、多回転データ(My)と、判定結果MAxと、累積多回転データ(Ax)と、累積多回転データ(Ay)と、判定結果MAyとに基づいて、エンコーダ3Aの故障診断を行う。
なお、比較診断部15Xは、上述した故障診断手順に限らず、何れの手順で故障診断してもよい。例えば、比較診断部15Yでの判定を省略し、比較診断部15Xが、累積多回転データ(Ax)、累積多回転データ(Ay)、多回転データ(Mx)および多回転データ(My)を用いて、故障診断を行ってもよい。
また、比較診断部15Xは、累積多回転データ(Ax)、累積多回転データ(Ay)、多回転データ(Mx)および多回転データ(My)のうちの3つのデータを用いて、故障診断を行ってもよい。例えば、比較診断部15Xは、累積多回転データ(Ax)と、累積多回転データ(Ay)と、多回転データ(Mx)および多回転データ(My)の一方と、からなる3つのデータを用いて、故障診断を行ってもよい。
また、比較診断部15Xは、累積多回転データ(Ax)と、比較診断部15Yでの判定結果MAyと、を用いて故障診断を行ってもよい。また、比較診断部15Xは、多回転データ(Mx)と、比較診断部15Yでの判定結果MAyと、を用いて故障診断を行ってもよい。
また、比較診断部15Yが、比較診断部15Xと同様の処理によって故障診断を行ってもよい。この場合、比較診断部15Xは、多回転データ(Mx)と累積多回転データ(Ax)とが同一であるかの判定結果MAxと、多回転データ(Mx)と、累積多回転データ(Ax)とを演算部10Yの比較診断部15Yに送る。
なお、比較診断部15Yで行われる多回転データ(My)と累積多回転データ(Ay)との比較処理を、比較診断部15Yおよび比較診断部15Xの両方が実行してもよい。この場合、比較診断部15Xは、比較診断部15Xによる判定結果MAyと、比較診断部15Yによる判定結果MAyとを、さらに比較する。この場合において、比較診断部15Xによる判定結果MAyと、比較診断部15Yによる判定結果MAyとが、異なる場合、比較診断部15Xは、比較診断部15Xおよび比較診断部15Yの何れか一方が故障していると判断する。
また、エンコーダ3Aは、上述した(故障診断例1)〜(故障診断例5)の少なくとも2つを組み合わせることによって、エンコーダ3Aの故障診断を行ってもよい。この場合において、エンコーダ3Aは、(故障診断例1)〜(故障診断例5)の少なくとも1つでエンコーダ3Aには異常があると判断された場合、エンコーダ3Aの動作を停止させる。
なお、比較診断部15Xは、判定結果MAx,MAyの少なくとも一方が非同一判定である場合に、故障箇所が何れの箇所であるかを特定する処理を省略してエンコーダ3Aの動作を停止させてもよい。この場合、多回転データ(Mx)と多回転データ(My)とが同一であるかの判定処理などが省略されることとなる。また、比較診断部15Xは、(Mx≠My)である場合に、故障箇所が何れの箇所であるかを特定する処理を省略してエンコーダ3Aの動作を停止させてもよい。
なお、演算部10Xは、比較診断部15X,15Yの少なくとも一方でエンコーダ3Aに異常がある判定されている場合であっても、異常でないと判定された箇所で検出されたデータを用いてサーボシステム1Aの動作を継続させてもよい。
つぎに、図3を用いてこの発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、磁気センサを用いて検出したパルス信号を多回転カウンタに送信する。そして、多回転カウンタは、パルス信号に基づいて、多回転データを生成する。
つぎに、図4を用いてこの発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3では、磁気センサを用いて検出したパルス信号を一方の多回転カウンタに送信する。また、受光部12を用いて検出したアナログ信号を他方の多回転カウンタに送信する。これにより、一方の多回転カウンタは、パルス信号に基づいて多回転データを生成し、他方の多回転カウンタは、アナログ信号に基づいて多回転データを生成する。
Claims (12)
- 回転軸を有するモータと、
前記回転軸の1回転分の回転を示す回転信号を用いて前記回転軸の回転数をカウントした多回転データと、前記回転軸の回転角度を示す角度信号を用いて算出した1回転内の回転角度を示す1回転データと、前記角度信号を用いて前記回転角度を累積し前記回転軸が1回転する毎に前記回転軸の回転数をカウントした累積多回転データと、を生成するとともに、前記多回転データおよび前記累積多回転データの一方と、前記1回転データと、をモータ制御装置に送信するエンコーダと、
を備え、
前記エンコーダは、
前記回転軸の回転位置を検出する回転検出部と、
前記回転位置に基づいて生成された前記回転信号を用いて、第1の多回転データを生成する第1の多回転カウンタと、
前記回転位置に基づいて生成された前記回転信号を用いて、第2の多回転データを生成する第2の多回転カウンタと、
前記回転位置に基づいて生成された前記角度信号を用いて、第1の累積多回転データを算出する第1の累積数算出部と、
前記回転位置に基づいて生成された前記角度信号を用いて、第2の累積多回転データを算出する第2の累積数算出部と、
前記第1の多回転データと、前記第2の多回転データと、前記第1の累積多回転データと、前記第2の累積多回転データと、が同じ値であるかを比較することによって、前記回転信号を用いて生成された回転数に関する少なくとも2つの値と、前記角度信号を用いて算出された回転数に関する少なくとも2つの値と、からなる少なくとも4つの値が同じ値であるかを比較し、比較結果に基づいて当該エンコーダが故障しているか否かを診断する第1の比較診断部と、
を有することを特徴するサーボモータ。 - 前記第1の比較診断部は、前記第1の多回転データと、前記第2の多回転データと、前記第1の累積多回転データと、前記第2の累積多回転データと、のうち何れのデータが他と異なる値であるかに基づいて、当該エンコーダ内での故障箇所を推定することを特徴とする請求項1に記載のサーボモータ。
- 前記回転検出部は、前記エンコーダ内に1つ配置されるとともに、前記回転軸の回転位置を光学的に検出する第1の検出部であり、
前記回転信号および前記角度信号は、前記第1の回転検出部で検出された回転位置に基づいて生成されることを特徴とする請求項1または2に記載のサーボモータ。 - 前記回転検出部は、
前記回転軸の回転位置を光学的に検出する第1の検出部と、
前記回転軸の回転位置を磁気的に検出する第2の検出部と、
を具備し、
前記角度信号は、前記第1の回転検出部で検出された回転位置に基づいて生成され、
前記回転信号は、前記第2の回転検出部で検出された回転位置に基づいて生成されることを特徴とする請求項1または2に記載のサーボモータ。 - 前記回転検出部は、
前記回転軸の回転位置を光学的に検出する第1の検出部と、
前記回転軸の回転位置を磁気的に検出する第2の検出部と、
を具備し、
前記角度信号は、前記第1の回転検出部で検出された回転位置に基づいて生成され、
前記回転信号のうち一方の回転信号は、前記第1の回転検出部で検出された回転位置に基づいて生成され、前記回転信号のうち他方の回転信号は、前記第2の回転検出部で検出された回転位置に基づいて生成されることを特徴とする請求項1または2に記載のサーボモータ。 - 前記エンコーダは、
前記第1の多回転データと、前記第2の多回転データと、前記第1の累積多回転データと、前記第2の累積多回転データと、が同じ値であるかを比較することによって、当該エンコーダが故障しているか否かを診断する第2の比較診断部をさらに有し、
前記第1または第2の比較診断部は、前記第1の比較診断部による故障診断の診断結果と、前記第2の比較診断部による故障診断の診断結果と、を比較することによって、前記第1および第2の比較診断部が故障しているか否かを診断することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のサーボモータ。 - 前記エンコーダは、
前記第2の多回転データと、前記第2の累積多回転データと、が同じ値であるかを比較する第2の比較診断部をさらに有し、
前記第2の比較診断部は、比較結果を前記第1の比較診断部に送り、
前記第1の比較診断部は、前記比較結果を用いて、当該エンコーダが故障しているか否かを診断することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のサーボモータ。 - 前記エンコーダは、
前記モータ制御装置の電源がONの間に、電源を供給する制御電源と、
前記モータ制御装置の電源がONおよびOFFの間に、電源を供給するバッテリ電源と、
をさらに有し、
前記第1の累積数算出部、前記第2の累積数算出部および前記第1の比較診断部は、前記制御電源に接続され、
前記回転検出部、前記第1および第2の多回転カウンタは、前記バッテリ電源に接続されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のサーボモータ。 - 前記エンコーダは、
前記第1の比較診断部が、当該エンコーダは故障していると判定した場合、当該エンコーダの動作を停止させることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載のサーボモータ。 - 前記エンコーダは、
前記第1の比較診断部が、当該エンコーダは故障していると判定した場合、前記第1の多回転データ、前記第2の多回転データ、前記第1の累積多回転データおよび前記第2の累積多回転データのうちの正常なデータを前記モータ制御装置に送信することによって、当該エンコーダの動作を継続させることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載のサーボモータ。 - 回転軸を有するモータと、
前記回転軸の1回転分の回転を示す回転信号を用いて前記回転軸の回転数をカウントした多回転データと、前記回転軸の回転角度を示す角度信号を用いて算出した1回転内の回転角度を示す1回転データと、前記角度信号を用いて前記回転角度を累積し前記回転軸が1回転する毎に前記回転軸の回転数をカウントした累積多回転データと、を生成するとともに、前記多回転データおよび前記累積多回転データの一方と、前記1回転データと、をモータ制御装置に送信するエンコーダと、
を備え、
前記エンコーダは、
前記回転軸の回転位置を検出する回転検出部と、
前記回転位置に基づいて生成された前記回転信号を用いて、前記多回転データを生成する多回転カウンタと、
前記回転位置に基づいて生成された前記角度信号を用いて、第1の累積多回転データを算出する第1の累積数算出部と、
前記回転位置に基づいて生成された前記角度信号を用いて、第2の累積多回転データを算出する第2の累積数算出部と、
前記多回転データと、前記第2の多回転データと、前記第1の累積多回転データと、前記第2の累積多回転データと、が同じ値であるかを比較することによって、前記回転信号を用いて生成された回転数に関する少なくとも1つの値と、前記角度信号を用いて算出された回転数に関する少なくとも2つの値と、からなる少なくとも3つの値が同じ値であるかを比較し、比較結果に基づいて当該エンコーダが故障しているか否かを診断する比較診断部と、
を有することを特徴するサーボモータ。 - 回転軸を有するモータの前記回転軸の1回転分の回転を示す回転信号を用いて前記回転軸の回転数をカウントした多回転データと、前記回転軸の回転角度を示す角度信号を用いて算出した1回転内の回転角度を示す1回転データと、前記角度信号を用いて前記回転角度を累積し前記回転軸が1回転する毎に前記回転軸の回転数をカウントした累積多回転データと、を生成するとともに、前記多回転データおよび前記累積多回転データの一方と、前記1回転データと、をモータ制御装置に送信し、
前記回転軸の回転位置を検出する回転検出部と、
前記回転位置に基づいて生成された前記回転信号を用いて、第1の多回転データを生成する第1の多回転カウンタと、
前記回転位置に基づいて生成された前記回転信号を用いて、第2の多回転データを生成する第2の多回転カウンタと、
前記回転位置に基づいて生成された前記角度信号を用いて、第1の累積多回転データを算出する第1の累積数算出部と、
前記回転位置に基づいて生成された前記角度信号を用いて、第2の累積多回転データを算出する第2の累積数算出部と、
前記第1の多回転データと、前記第2の多回転データと、前記第1の累積多回転データと、前記第2の累積多回転データと、が同じ値であるかを比較することによって、前記回転信号を用いて生成された回転数に関する少なくとも2つの値と、前記角度信号を用いて算出された回転数に関する少なくとも2つの値と、からなる少なくとも4つの値が同じ値であるかを比較し、比較結果に基づいて当該エンコーダが故障しているか否かを診断する第1の比較診断部と、
を有することを特徴するエンコーダ。
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