JPH0683452A - 減速機を有するアクチュエータ用位置検出装置 - Google Patents

減速機を有するアクチュエータ用位置検出装置

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JPH0683452A
JPH0683452A JP23668192A JP23668192A JPH0683452A JP H0683452 A JPH0683452 A JP H0683452A JP 23668192 A JP23668192 A JP 23668192A JP 23668192 A JP23668192 A JP 23668192A JP H0683452 A JPH0683452 A JP H0683452A
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JP
Japan
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resolver
turned
output shaft
speed reducer
power
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Application number
JP23668192A
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English (en)
Inventor
Ken Onishi
献 大西
Atsushi Tokioka
淳 時岡
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的低精度なレゾルバを用いても減速機出
力軸の回転位置を精度良く検出でき、しかも電源が一旦
オフになってもその後オンになれば正しく回転位置を検
出できる装置を提出すること。 【構成】 減速機23を有するアクチュエータ10の減
速機出力軸の回転位置を第1のレゾルバ11で検出し、
減速機23に連結したモータ22の出力軸の回転位置を
第2のレゾルバ12で検出し、第1及び第2のレゾルバ
の各位置検出信号11A,12Aを演算器13に入力
し、電源がオンになった時に第1のレゾルバ11で検出
される回転位置を初期値とし、この初期値に、電源がオ
ンになった時に第2のレゾルバ12で検出される回転位
置に対する電源オン後に同第2のレゾルバ12で検出さ
れる回転位置の差分を加える演算により減速機出力軸の
位置信号20Aを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボット関節駆動用アク
チュエータなど、減速機を有するアクチュエータに適用
する位置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】多軸マニプレータなどのロボット関節に
は、関節駆動用アクチュエータとして、モータと減速機
を組み合せたものが内蔵されている。モータとしては、
ロボット関節の位置制御等のために、DCサーボモータ
やACサーボモータが使用される。このうちACサーボ
モータは、モータ出力軸の回転位置をレゾルバで検出
し、サーボドライバからステータ巻線に供給する電流
を、回転位置に応じて制御する、即ちコンミテーション
することにより、サーボ制御される。
【0003】この種の減速機を有するアクチュエータで
は、ロボット関節の位置制御等のために減速機出力軸の
回転位置を検出する必要があり、従来は以下の2つの方
法がとられている。 (1)第1の従来方法:減速機の出力軸に高精度のレゾ
ルバを取り付けて直接的に回転位置を検出する方法。 (2)第2の従来方法:モータの出力軸の回転位置をレ
ゾルバで検出し、更にモータの幾回転にも対応するため
にレゾルバの回転数を積分して記憶することにより、減
速機出力軸の回転位置を間接的に検出する方法。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、第1、第2の
各従来方法には、以下のような長所と短所がある。 (1)第1の従来方法:この方法は減速機出力軸を直接
的に検出することができるが、高精度が要求されるほど
レゾルバが高価になる。 (2)第2の従来方法:レゾルバの精度の減速比倍の精
度で減速機出力軸の回転位置を検出できるので、第1の
従来方法に比べて低精度のレゾルバを用いることができ
る。しかし、電源をオフしたときには記憶内容が消えて
しまい、また、電源オフの間に何らかの外力によりモー
タ出力軸が回転しても、これを補正することができな
い。この場合、電源オフを電池でバックアップすること
が考えられるが、可搬式マニプレータなど小型化、軽量
化が要求される場合には適用できない。
【0005】本発明は上述した従来技術に鑑み、比較的
低精度なレゾルバを用いても減速機出力軸の回転位置を
精度良く検出でき、しかも電源が一旦オフになってもそ
の後オンになれば正しく回転位置を検出できる装置を提
出することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の減速機を有するアクチュエータ用位置検出装置は、
減速機を有するアクチュエータの前記減速機の出力軸の
回転位置を検出する第1のレゾルバと、前記アクチュエ
ータの減速機に連結したモータの出力軸の回転位置を検
出する第2のレゾルバと、第1及び第2のレゾルバの各
位置検出信号を入力し、電源がオンになった時に第1の
レゾルバで検出される回転位置を初期値とし、この初期
値に、電源がオンになった時に第2のレゾルバで検出さ
れる回転位置に対する電源オン後に同第2のレゾルバで
検出される回転位置の差分を加える演算により減速機出
力軸の位置信号を出力する演算器とを具備することを特
徴とするものである。
【0007】
【作用】電源がオフからオンになった時、第2のレゾル
バの位置検出信号からは第2のレゾルバの回転数が不明
なので減速機出力軸の絶対位置が判らないが、第1のレ
ゾルバの位置検出信号から絶対位置が判るので、これを
電源オン時の初期値とする。電源オン以後の減速機出力
軸の回転位置は、第2のレゾルバの位置検出信号により
モータ出力軸の電源オン時の回転位置に対する差分が判
るから、この差分を初期値に加えたものとなる。従っ
て、第1、第2いずれのレゾルバも精度がさほど良くな
くても、減速機出力軸の回転位置を高精度に検出でき
る。また、電源オフを電池でバックアップしなくても、
電源オンになった時から正しく回転位置を検出できる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の適用対象である減速機を有するア
クチュエータを備えた7軸の多関節マニプレータの一例
を示し、図2は位置検出装置の一実施例を示し、図3は
演算器の一例における動作タイミングを示す。
【0009】図1において、図示しない作業床面や作業
壁面等に固定される取付面1が形成された取付ベース2
には、前記取付面1に対して垂直な第1軸周りに旋回し
得る旋回台3が連結されており、この旋回台3には前記
第1軸に対して直交する第2軸周りに回動する腕スリー
ブ4の基端部が連結されている。又、この腕スリーブ4
の先端部には、前記第2軸に対して直交する第3軸周り
に回転する中間腕5の基端部が連結されており、この中
間腕5の先端部には前記第3軸に対して直交する第4軸
周りに回動する接続スリーブ6の基端部が連結されてい
る。更に、この接続スリーブ6の先端部には、前記第4
軸に対して直交する第5軸周りに回転する延長スリーブ
7の基端部が連結されており、この延長スリーブ7の先
端部には前記第5軸に対して直交する第6軸周りに回動
する手首部8が連結されている。そして、この手首部8
には前記第6軸に対して直交する第7軸周りに回転し且
つ各種作業機器等の負荷が組み付けられる面板9が取り
付けられている。これら第1軸〜第7軸の各関節にはそ
れぞれ関節駆動用の減速機を有するアクチュエータが内
蔵されている。
【0010】図2に示すように、減速機を有するアクチ
ュエータ10としては、モータ(M)22と、これに結
合した減速機(G)23を有するものであり、減速機出
力軸に第1のレゾルバ(RG)11が取り付き、モータ
出力軸に第2のレゾルバ(RM)12が取り付いてい
る。モータ22としてはACサーボモータを用い、第
1、第2の各レゾルバ11、12としては、いずれも、
通常ACサーボモータに用いられる比較的低精度のレゾ
ルバを用いている。これら各レゾルバ11、12の位置
検出信号11A,12Aを用いて演算器13により、減
速機出力軸の高精度な位置信号20Aを得るようにして
いる。
【0011】本実施例では演算器13を、図2に示すよ
うに、第1のレゾルバ11のアナログ位置検出信号11
Aと第2のレゾルバ12のアナログ位置検出信号12A
とを選択的に取り込むスイッチ14と、このスイッチ1
4で選択されたアナログ位置検出信号をパラレルのデジ
タル信号に変換する変換器(R/D)15と、デジタル
変換された第1のレゾルバ11からの位置検出データを
記憶する第1のメモリ16と、この第1のメモリ16か
ら読み出された位置検出データに減速機23の減速比を
掛ける乗算器17と、デジタル変換された第2のレゾル
バ12からの位置検出データを記憶する第2のメモリ1
8と、デジタル変換された第2のレゾルバ12からの位
置検出データの最上位ビットのパルス数をカウントする
カウンタ19と、乗算器17の出力、第2のメモリ18
の出力、変換器15の出力、並びにカウンタ19の出力
を基に減速機出力軸の位置信号20Aを算出する加減算
器20と、制御器21とで構成してある。
【0012】制御器21は電源がオフからオンになる
と、スイッチ14、第1のメモリ16、第2のメモリ1
8及びカウンタ19の動作を制御するものであり、それ
ぞれに対して指令信号21A〜21Dを出力する。図3
に指令信号21A〜21Dの発生例を示す。
【0013】スイッチ14は通常、a側に投入されてい
て第2のレゾルバ12の位置検出信号12Aを変換器1
5に与え、電源オン時に制御器21から切換指令信号2
1Aを受けて短時間だけb側に投入されて第1のレゾル
バ11の位置検出信号11Aを変換器15に与える。b
側投入後、a側投入に戻る。
【0014】第1のメモリ16は、スイッチ14がb側
に投入されている間に制御器21から書込指令信号21
Bを受け、変換器15によりデジタル変換された位置検
出信号11Aを記憶する。即ち第1のメモリ16には、
減速機出力軸の電源オン時の絶対位置RGO が初期値と
して記憶される。
【0015】乗算器17は、第1のメモリ16に記憶し
た減速機出力軸の電源オン時の絶対位置データに減速機
23の減速比Gを掛ける。これは減速機出力軸の電源オ
ン時の絶対位置RGO を、第2のレゾルバ12から見た
モータ出力軸の電源オン時の回転位置RGO ・Gに換算
するためである。
【0016】第2のメモリ18は、スイッチ14がb側
に投入される前後いずれでも良いが、a側に投入されて
いる間で電源オン時に極めて近い時点で制御器21から
書込指令信号21Cを受け、変換器15によりデジタル
変換された位置検出信号12Aを記憶する。即ち第2の
メモリ18には、モータ出力軸の電源オン時の回転位置
RMO が記憶される。
【0017】カウンタ19は、スイッチ14がb側から
a側に投入された時に制御器21からリセット指令信号
21Dを受けてリセットされ、変換器15によりデジタ
ル変換された位置検出信号12Aの最上位ビットのパル
ス数をカウントする。即ち、カウンタ19は電源オン後
の第2のレゾルバ12換言すればモータ出力軸の回転数
Cをカウントする。
【0018】加減算器20は、乗算器17が出力する電
源オン時の減速機出力軸の回転位置RGO ・Gと、第2
のメモリ18が出力する電源オン時のモータ出力軸の回
転位置RMO と、変換器15が出力する電源オン後各時
点のモータ出力軸の回転位置RMと、カウンタ20が出
力するモータ出力軸の回転数Cとから、 RGO ・G+RM−RMO +C なる加減算を行い、位置検出信号20Aとする。RM−
RMO が電源オン後の第2のレゾルバ12による回転位
置の差分である。
【0019】なお、図2は演算器13の一構成例を示す
ものにすぎず、第1及び第2のレゾルバの各位置検出信
号11A,12Aを入力し、電源がオンになった時に第
1のレゾルバ11で検出される回転位置を初期値とし、
この初期値に、電源がオンになった時に第2のレゾルバ
12で検出される回転位置に対する電源オン後に同第2
のレゾルバ12で検出される回転位置の差分を加える演
算により減速機出力軸の位置信号20Aを出力する構成
であれば、何でも良い。また、動作タイミングも必ずし
も図3に限るものではない。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、第1、第2いずれのレ
ゾルバの精度が良くなくても減速機出力軸の回転位置を
精度良く検出でき、しかも電池による電源のバックアッ
プがなくても、電源がオンになりさえすれば回転位置を
正しく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の適用対象の一例として示す多関節マニ
プレータの外観図。
【図2】本発明の一実施例の位置検出装置の構成図。
【図3】演算器の動作タイミングの一例を示す図。
【符号の説明】
10 減速機を有するアクチュエータ 11 第1のレゾルバ 12 第2のレゾルバ 13 演算器 22 モータ 23 減速機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 減速機を有するアクチュエータの前記減
    速機の出力軸の回転位置を検出する第1のレゾルバと、
    前記アクチュエータの減速機に連結したモータの出力軸
    の回転位置を検出する第2のレゾルバと、第1及び第2
    のレゾルバの各位置検出信号を入力し、電源がオンにな
    った時に第1のレゾルバで検出される回転位置を初期値
    とし、この初期値に、電源がオンになった時に第2のレ
    ゾルバで検出される回転位置に対する電源オン後に同第
    2のレゾルバで検出される回転位置の差分を加える演算
    により減速機出力軸の位置信号を出力する演算器とを具
    備することを特徴とする減速機を有するアクチュエータ
    用位置検出装置。
JP23668192A 1992-09-04 1992-09-04 減速機を有するアクチュエータ用位置検出装置 Pending JPH0683452A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19961203