JPH09131085A - 位置検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーボモータ３の寿命は、サーボモータ３へ
の通電時間のみにより判断していたが、サーボモータ３
の寿命に影響を与える要因は、通電時間のみならずサー
ボモータ３に対する回転数並びに負荷による部分も多
く、そのサーボモータ３に対する負荷等が寿命の計算に
考考されておらず、正確に寿命を判断できなかった。 【解決手段】 位置検出器に、指令に基づき駆動するモ
ータの駆動時間を検出する駆動時間検出手段と、上記サ
ーボモータにかかる負荷（トルク）を検出する負荷検出
手段と、この負荷検出手段からの負荷情報及び上記駆動
時間検出手段からの駆動時間情報に基づき上記モータの
推定寿命を計算する推定寿命計算手段と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転位置
を検出する位置検出器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、例えば、従来の位置決め装置
及び位置検出器の構成の一例を示すブロック図である。
図において、１は位置決め装置、２はサーボアンプ、３
はサーボモータ、４はサーボモータ３に接続された位置
検出器、５は外部センサ、６は位置決め装置１に接続さ
れた外部入力機器、７は同様に位置決め装置１に接続さ
れた外部出力機器である。

【０００３】位置決め装置１は、サーボアンプ２とシリ
アル通信を行うための通信手段１１、外部センサ５から
のセンサ入力信号を検知するセンサ信号検知手段１２、
外部入力機器６からの外部入力信号を入力する外部信号
入力手段１３、外部出力機器７へ外部出力信号を出力す
る外部信号出力手段１４、位置決め装置１の内部処理周
期ごとにリセットされるタイマカウンタ１５、センサ信
号検知手段１２からセンサ検知信号が入力された瞬間に
タイマカウンタ１５をコピーするセンサ入力時タイマカ
ウンタ１６、外部センサ５からのセンサ入力信号を検知
した瞬間の機械位置（サーボモータ３の回転位置）を計
算するセンサ入力時の位置計算手段１７から構成され
る。

【０００４】サーボアンプ２は、通信手段１１と接続さ
れ位置決め装置１とのシリアル通信を行うための通信手
段２１、モータ回転速度計算手段２２、予めサーボモー
タ３の許容回転速度を設定したモータ許容回転速度記憶
メモリ２３、サーボモータ３の過速度監視手段２４、サ
ーボモータ３の回転にともない位置検出器４内部のモー
タ回転パルス発生器４１が発生するパルスＰをパラレル
入力し、カウントアップするモータ回転位置検出手段２
５、モータ使用累積時間記憶メモリ２６から構成され
る。

【０００５】次に動作について説明する。まず、サーボ
モータ３の寿命を見る際の動作について説明する。機械
を駆動するモータにおいて、サーボモータ３の寿命時間
は、モータが一定の速度で回転するという前提のもとに
推定される。そのため、従来におけるモータの寿命（一
般に、モータの軸の回転を円滑にするために取り付けら
れている軸受（ベアリング）の寿命と言い替える事がで
きる）の判定は、モータの使用条件（速度）を一定とし
て予め計算された寿命時間と、実際にモータが駆動して
いる時間を累積記憶する累積時間とを比較することによ
り、モータの寿命を判定する方法がある。通常、サーボ
アンプ２は、サーボモータ３の制御のために一定周期で
処理される。そのため、サーボアンプ２の一定周期ごと
にカウントアップしたカウンタ値にサーボアンプ２の処
理周期の時間を乗ずることにより、サーボモータ３の通
電時間が検出され、この値をモータ使用累積時間記憶メ
モリ２６にサーボモータ３の使用累積時間として加算記
憶する。オペレータがモータ使用累積時間記憶メモリ２
６の値をモニタしながら、予めサーボモータ３の使用条
件を一定と仮定して算出した予想寿命時間と、比較しな
がら判断していた。

【０００６】次にサーボモータ３のモータ回転位置を検
出する際の動作について説明する。位置検出器４内部の
モータ回転パルス発生器４１は、サーボモータ３の回転
によるパルスＰを発生する。このパルスＰは、サーボア
ンプ２内部のモータ回転位置検出手段２５にパラレル伝
送により伝達され、そこで伝達されたパルスＰをカウン
トする。モータ回転位置検出手段２５によりカウントさ
れたカウント値は、サーボアンプ２の通信手段２１によ
り、通信回線を経由して位置決め装置１の通信手段１１
へ出力され、タイマカウンタ１５に入力される。位置決
め装置１では、サーボアンプ２からタイマカウンタ１５
に入力されたカウント値、サーボアンプ２に指令してい
る速度Ｆ及びタマリパルスＰＣ等に基づいて、サーボモ
ータ３のモータ回転位置を検出している。また、連続的
にサーボモータ３のモータ回転位置を得る際には、以上
の処理を繰り返し行っていた。

【０００７】次に、自動計測などでサーボモータ３等の
機械の稼動中に、外部センサ５から位置決め装置１への
センサ入力信号を受けて、その瞬間におけるサーボモー
タ３のモータ回転位置を得る要求がある場合の動作につ
いて説明する。位置決め装置１のセンサ信号検知手段１
２において、外部センサ５からのセンサ入力信号が検出
されると、センサ信号検知手段１２はセンサ入力時タイ
マカウンタ１６に対してセンサ検知信号を出力する。そ
のセンサ検知信号を受けたセンサ入力時タイマカウンタ
１６は、タイマカウンタ１５のカウント値をコピーし、
その値ｔをセンサ入力時の位置計算手段１７へ出力す
る。センサ入力時の位置計算手段１７では、センサ入力
時タイマカウンタ１６からの値ｔ、その時点でサーボア
ンプ２へ指令している速度Ｆ、その時点でのサーボモー
タ３のモータ回転位置及びサーボアンプ２のタマリパル
スＰＣより、次の計算式にてセンサ入力時の機械位置を
求める。 ＰＡ ＝ ＰＢ＋ｔ×Ｆ−ＰＣ ＰＡ：センサ入力時のモータ回転位置 ＰＢ：センサ入力直前の処理周期での指令モータ回転位
置 ＰＣ：タマリパルス ｔ ：センサ入力時のタイマカウンタ Ｆ ：指令速度

【０００８】次に、サーボモータ３の監視に関する動作
について説明する。通常、サーボモータ３にはその単位
時間当りの許容回転数（以下、許容回転速度という）
が、サーボアンプ２のモータ許容回転速度記憶メモリ２
３に決められており、モータ回転中にサーボモータ３の
回転速度が、この予め決められた許容回転速度を越える
ことがないように、サーボモータ３に接続されたサーボ
アンプ２により監視する必要がある。通常、サーボモー
タ３の回転速度は、モータ回転位置検出手段２５でパル
スＰによりカウントアップした回転位置Ａと、モータ回
転速度計算手段２２による前回の処理周期での回転位置
Ｂとの差分を計算して、サーボモータ３の実際の回転速
度を求めている。この計算により求めた実際の回転速度
と、予めモータ許容回転速度記憶メモリ２３に設定して
おいた許容回転速度とを比較することにより、サーボモ
ータ３の回転速度が、許容回転速度を越えていないか監
視している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の検
出装置では、サーボモータ３すなわちベアリングの寿命
は、一定条件の下でのサーボモータ３への通電時間のみ
により判断していた。しかしながら、サーボモータ３の
寿命に影響を与える要因は、通電時間のみならず、モー
タ軸の回転数、温度ならびに負荷による部分も多い。従
って、モータ通電中であってもモータ軸が回転していな
い場合や高速回転している場合、さらに負荷が変化する
など様々な状態があることを考慮すると、モータへの通
電時間のみによりサーボモータ３の寿命を判断する際
に、正確に寿命を判断できず、誤差が大きいという問題
点があった。

【００１０】また、位置決め装置１がサーボモータ３の
モータ回転位置を得ようとする際において、一般的に位
置決め装置１が行わなければならない処理の多さから、
位置決め装置１には多くの負荷がかかってしまい、位置
決め装置１がサーボモータ３のモータ回転位置を検出す
るための検出周期は、サーボアンプ２を介して位置検出
器４から位置決め装置１へデータをシリアル送信するた
めの処理周期（検出周期）より長くなってしまい（検出
周期が粗い）、その検出周期の荒さから詳細なサーボモ
ータ３のモータ回転位置を得ようとしてもできないとい
う問題点があった。

【００１１】また、サーボアンプ２から位置決め装置１
へは通信回線を経由してモータ回転位置検出のためのデ
ータがシリアル伝送されるので、位置決め装置１がサー
ボアンプ２に出力した位置指令と、サーボアンプ２がサ
ーボモータ３の出力した位置指令の時間にズレが生じて
いる。さらに、処理周期の間のサーボモータ３の移動量
は、あくまで位置決め装置１からの指令したサーボモー
タ３の回転速度（指令速度Ｆ）に基づくものであり、外
部センサ１５からセンサ入力信号が入力された瞬間の実
際のサーボモータ３の回転速度に対して誤差を含んでい
る。そのため、これらデータをもとに算出した、外部セ
ンサ５からのセンサ入力信号を受けた瞬間における、実
際のサーボモータ３の回転位置（機械位置）は正確さに
かけるといった別の問題点もあった。

【００１２】また、サーボアンプ２において、負荷や温
度等により伸縮する機構（部分）のモータ回転位置の検
出の際に、負荷や温度等に基づく補正をすることができ
ず、正確なサーボモータ３のモータ回転位置を検出する
ことができないといった問題点があった。

【００１３】また、サーボアンプ２に接続可能なサーボ
モータ３には定格回転数がそれぞれ異なる場合がある。
このため、サーボモータ３の回転速度が、そのサーボモ
ータ３の許容回転数を越えたりしないか監視するため
に、サーボモータ３の接続されたサーボアンプ２にサー
ボモータ３の許容回転速度を設定しなければならず、こ
のサーボアンプ２に許容回転速度を設定する際には、人
手によってサーボモータ３の種類を確認し、当該サーボ
モータ３の許容回転速度をまちがいなく入力する必要が
あり、誤って設定した場合にはモータの過速度を監視で
きないという問題点があった。

【００１４】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、モータの寿命を
正確に算出する事のできる位置検出器を得ることであ
る。また、第２の目的は、モータの回転位置を位置検出
器が出力するデータに基づき位置決め装置が検出するこ
となく、位置検出器自身が内部計算により求めることが
出来る位置検出器を得ることである。また、第３の目的
は、モータの回転位置の検出精度をより高め、詳細な回
転位置を検出できる位置検出器を得ることである。ま
た、第４の目的は、センサ信号入力時の正確なモータ回
転位置を検出することができる位置検出器を得るもので
ある。また、第５の目的は、サーボアンプのモータ回転
位置を検出する際に、負荷や温度等の補正をし、正確な
モータ回転位置を検出することができる位置検出器を得
ることである。さらに、第６の目的は、サーボアンプに
よりサーボモータの許容回転数を設定及び監視すること
なく、あらかじめ設定された許容回転数に基づきモータ
の回転速度の監視をすることのできる位置検出器を得る
ことである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る位置検出
器においては、指令に基づき駆動するモータの駆動時間
を検出する駆動時間検出手段と、上記モータにかかる負
荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出手段からの
負荷情報及び上記駆動時間検出手段からの駆動時間情報
に基づき上記モータの推定寿命を計算する推定寿命計算
手段と、を備えたものである。

【００１６】また、指令装置から通信回線を介して出力
される指令に基づき駆動するモータの駆動にともないパ
ルスを発振するパルス発生手段と、このパルス発生手段
から発振されるパルスの計数結果及び上記指令位に基づ
き、上記モータの回転位置を算出する回転位置検出手段
と、を備え、上記回転位置検出手段により算出された上
記モータの回転位置を、上記指令装置に送信するように
したものである。

【００１７】さらに、回転位置検出手段により算出され
たモータの回転位置を、複数点保持するメモリ手段を備
えたものである。

【００１８】また、外部センサが接続されるセンサ信号
検知手段を備え、このセンサ信号検知手段が上記外部セ
ンサからのセンサ入力信号を検知した際に、回転位置検
出手段がモータの回転位置を算出するようにしたもので
ある。

【００１９】また、モータごとに定められた許容回転速
度を予め記憶する許容回転速度記憶メモリと、回転位置
検出手段により検出されるモータの回転位置の変化量に
基づいて、上記モータの回転速度を計算する回転速度計
算手段と、この回転速度計算手段により計算された上記
モータの回転速度と上記許容回転速度記憶メモリに記憶
されている許容回転速度とに基づき、モータの回転速度
が上記許容回転速度を越えることがないようにモータを
監視する監視手段と、を備えたものである。

【００２０】また、モータの駆動にともないパルス発生
手段が発振するパルスをモータの温度または負荷による
外部条件に基づき補正する補正手段を備えたものであ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】

実施形態１．図１は、この発明による位置決め装置及び
位置検出器の一実施形態のブロック図である。図におい
て、１は指令を出力する指令装置としての位置決め装
置、２Ａも同様に指令装置としてのサーボアンプ、３は
サーボモータ、４Ａは位置検出器である。

【００２２】サーボアンプ２Ａは、位置決め装置１との
シリアル通信を行うための通信手段２１と、位置検出器
４Ａとシリアル通信を行うための通信手段２１ａと、サ
ーボモータ３からフィードバックされる電流値を定格電
流値で割り、その値にサーボモータ３の定格トルクＴＲ
をかけることにより求めるモータトルクＴｉを演算する
モータトルク値演算手段２７とを有している。

【００２３】位置検出器４Ａは、サーボアンプ２Ａとの
シリアル通信を行うための通信手段４２と、サーボモー
タ３の回転にともないモータ回転パルス発生器が発生す
るパルスＰをカウントアップするモータ回転位置検出手
段４３と、サーボモータ３のモータ移動量を計算するモ
ータ回転速度計算手段４４と、モータ回転速度計算手段
４４より得られたモータ移動量を記憶するモータ移動量
記憶メモリ４５と、モータトルク値演算手段２７からの
モータトルクＴｉを記憶するモータトルク記憶メモリ４
６と、サーボモータ３の推定寿命Ｌを計算するモータ寿
命時間計算手段４７と、推定寿命Ｌを保持するモータ寿
命時間記憶メモリ４８と、推定寿命Ｌを更新するモータ
寿命時間更新手段４９とを有している。

【００２４】図２は、サーボモータ３の運転パターンを
示した状態図、図３は、本実施形態における推定寿命Ｌ
を求めるフローチャートである。本実施形態では、図２
に示される運転パターンの状態におけるサーボモータ３
の推定寿命Ｌを求める場合について説明する。

【００２５】サーボモータ３の推定寿命Ｌは、駆動時間
情報及び負荷情報に基づいた平均入力回転数ＮＥ（モー
タ軸の回転数）、平均実行トルクＴＥ（モータ軸の負
荷）、サーボモータ３のモータ定格トルクＴＲ、サーボ
モータ３のモータ定格回転数ＮＲ、サーボモータ３を定
格トルクＴＲ及び定格回転数ＮＲで使用した場合の予想
寿命ＬＨ、により推定する。

【００２６】平均入力回転数ＮＥは、位置検出器４Ａ内
部のモータ回転速度計算手段４４により計算された、指
令に基づく処理周期ｔｉ（単位時間）及びその処理周期
ｔｉにおける回転速度ｎｉより求められる処理周期当り
のモータ移動量（ｔｉ・ｎｉ）及び、１サイクルの時間
（Σｔｉ）により、数１として求められ、本実施形態１
では台形の面積となる。

【００２７】

【数１】

【００２８】平均実行トルクＴＥは、処理周期ｔｉ当り
のモータ移動量（ｔｉ・ｎｉ）及びサーボモータ３への
同一指令が入力される処理周期ｔｉにおけるモータトル
クＴｉにより、数２として求められる。

【００２９】

【数２】

【００３０】モータに様々な負荷を与えて運転させ、実
際の寿命を求めた結果に基づいて、推定寿命Ｌは、数１
の平均入力回転数ＮＥ、式２の平均実行トルクＴＥ、モ
ータ定格トルクＴＲ、モータ定格回転数ＮＲ、実測値で
ある予想寿命ＬＨにより、次の数３で求めることができ
る。

【００３１】

【数３】

【００３２】次に、図３を用いてサーボアンプ２Ａ及び
位置検出器４Ａの動作について説明する。ステップＳ１
において、サーボモータ３を制御する運転パターンが確
定した時位置決め装置１に取り付けた入力部より寿命計
算の要求信号を入力している間、位置検出器４Ａがサー
ボモータ３の寿命計算を起動するための寿命計算起動信
号がＯＮとなり、この寿命計算起動信号のＯＮを検出す
ると、ステップＳ２に移行して、寿命計算起動信号がＯ
Ｎされた時点における寿命計算起動信号メモを判別す
る。

【００３３】ここで、寿命計算起動信号メモがＯＮの状
態であれば推定寿命Ｌが計算中であるのでステップＳ５
にそのまま移行するが、寿命計算起動信号メモがＯＦＦ
の状態であれば推定寿命Ｌの計算がこれから行われるの
で、ステップＳ３に移行し、推定寿命Ｌの計算に必要な
モータ移動量記憶メモリ４５内のモータ移動量を格納す
るメモリのアドレスであるモータ移動量メモリポインタ
及びモータトルクを格納するメモリのアドレスであるモ
ータトルク記憶メモリ４６内のモータトルクポインタを
初期化すると共に、寿命計算起動信号が立ち上がり、モ
ータの移動量やトルクをメモリに格納している個数を意
味するバッファカウント数ｉを０とした後、ステップＳ
４に移行して寿命計算起動信号メモをＯＮし、ステップ
Ｓ５に移行する。すなわち、第１回目の推定寿命Ｌの計
算の際には、必ずステップＳ３及びステップＳ４を経由
する。

【００３４】ステップＳ５においては、位置検出器４Ａ
内部のモータ回転パルス発生器から発生されるサーボモ
ータ３の回転によるパルスＰをモータ回転位置検出手段
４３がカウントした回転位置Ａと、モータ回転速度計算
手段４４による前回の処理周期での回転位置Ｂとの差分
を計算して、サーボモータ３の実際の回転速度（図２に
おけるｎｉ）を求め、さらに、そのサーボモータ３の回
転速度からモータ移動量（図２におけるｔｉ・ｎｉ：面
積で示される）が計算され、そのモータ移動量をモータ
移動量記憶メモリ４５にセットして、ステップＳ６に移
行する。

【００３５】ステップＳ６では、サーボモータ３のモー
タトルク（図２におけるＴｉ）を通信手段２１ａ、４２
を介してサーボアンプ２Ａのモータトルク値演算手段２
７から入力し、その値をモータトルク記憶メモリ４６に
セットして、ステップＳ７に移行する。

【００３６】ステップＳ７では、ステップＳ５により求
められたモータ移動量及びステップＳ６により求められ
たモータトルクに基づき、モータ移動量メモリポインタ
及びモータトルクメモリポインタの更新を行うと共に、
バッファカウント数ｉを更新する。その後は、位置検出
器４Ａの他の処理を実行する。

【００３７】ステップＳ１において、寿命計算起動信号
がＯＦＦの場合、ステップＳ８に移行して、寿命計算起
動信号メモの状態を判別する。寿命計算起動信号メモが
ＯＮの状態である時には、ステップＳ９に移行して、モ
ータ寿命時間計算手段４７が、推定寿命Ｌを求めるため
のモータ移動量、モータトルク及びバッファカウント数
ｉに基づき、平均入力回転数ＮＥ（数１参照）及び平均
実行トルクＴＲ（式２参照）を計算後、推定寿命Ｌ（数
３参照）を求め、その推定寿命Ｌをモータ寿命時間記憶
メモリ４８に記憶する。その後、ステップＳ１０に移行
して、寿命計算起動信号メモをＯＦＦとする。また、ス
テップＳ１において、寿命計算起動信号がＯＮの場合、
推定寿命Ｌを求めるためのモータ移動量、モータトルク
及びバッファカウント数ｉが保持されておらず、推定寿
命Ｌの計算はできないので、次回移行の推定寿命Ｌの計
算へと移行する。

【００３８】また、推定寿命Ｌを計算後は、モータ寿命
時間更新手段４９によりサーボモータ３を運転している
間、モータ寿命時間記憶メモリ４８に記憶されている推
定寿命Ｌの値を更新（減算）して、０になるとサーボア
ンプ２Ａと位置検出器４Ａ間の通信手段２１ａ、４２及
び、位置決め装置１とサーボアンプ２Ａ間の通信手段１
１、２１を介して警告信号を位置決め装置１に出力す
る。位置決め装置１では、この警告信号を入力すると、
警告を発令し、サーボモータの推定寿命Ｌが０になった
ことを知らせる。

【００３９】上述したように本実施形態１では、サーボ
モータ３の推定寿命Ｌを検出する際に、サーボモータ３
への通電時間のみならず、サーボモータ３へ係る負荷を
も考慮して推定寿命Ｌを推定しているため、より正確に
サーボモータ３の推定寿命Ｌを推定することができる。
また、サーボモータ３が推定寿命に達すると、位置検出
器４Ａまたは位置決め装置１が自動的に音声、光等によ
り警告を発令し、サーボモータ３のモータ寿命によるト
ラブルを未然に防ぐことができる。

【００４０】実施形態２．図４は、この発明による位置
決め装置及び位置検出器の他の実施形態を示すブロック
図である。図において、１は上述した実施形態１と同一
に構成されている位置決め装置、２Ａはサーボアンプ、
３はサーボモータ、４Ｂは位置検出器であり、この位置
検出器４Ｂには実施形態１で示した位置検出器４Ａにモ
ータ回転位置検出手段４３により検出されたサーボモー
タ３の回転位置を記憶するモータ回転位置記憶メモリ５
０が付加されている。その他の構成については上述した
従来例及び実施形態１と同様であるので説明は省略す
る。

【００４１】本実施形態においては、従来技術で説明し
たように、サーボモータ３の駆動状況（サーボモータ３
の回転位置）を通信手段２１、１１を用いて位置検出器
４からその都度位置決め装置１へ送信することなく、位
置検出器４Ｂ内部で計算し、モータ回転位置記憶メモリ
５０に記憶したサーボモータ３の駆動状況（位置検出器
４Ｂで検出されたサーボモータ３の回転位置）を、必要
に応じて一度に位置検出器４Ｂから位置決め装置１Ａに
シリアル伝送の通信周期に合わせて送信するものであ
る。

【００４２】図５は、本実施形態のように構成された位
置検出器４Ｂ及び位置決め装置１のにおける動作を示す
フローチャートであり、この図５に示されるフローチャ
ートを用いてサーボモータ３の駆動状況を検出する際の
動作を説明する。通常の位置検出状態においては、上述
したモータ回転位置の検出と同様に、モータ回転位置検
出手段４３により、モータ回転パルス発生器が発生する
パルスＰをカウントしたカウント値、サーボアンプ２か
ら指令されている速度Ｆ及びタマリパルスＰＣ等に基づ
いて位置検出器４Ｂの内部周期でサーボアンプ３の回転
位置を検出する。また、同様にモータ回転速度計算手段
４４は、モータ回転位置検出手段４３でパルスＰにより
カウントアップした回転位置Ａと、前回の処理周期での
回転位置Ｂとの差分を計算して、サーボモータ３の実際
の回転速度を求めている。それら、回転位置と、回転速
度とを、通信手段４２、２１ａおよび２１、１１を介し
て位置決め装置１へ出力している。

【００４３】しかしながら、ステップＳ１１において、
位置決め装置１より通信手段１１、２１及び２１ａ、４
２を介して任意の時点から位置検出器４Ｂに連続検出開
始要求が発行（要求）されると、ステップ１２にて位置
検出器４Ｂのモータ回転位置記憶メモリ５０のデータを
全てゼロクリアして、ステップＳ１３及びステップＳ１
４としてモータ回転位置検出手段４３により検出された
サーボモータ３の回転位置をモータ回転位置記憶メモリ
５０にゼロクリア後のデータ全て（サーボモータ３の回
転位置）を壊さないように書き込む。

【００４４】この後、ステップＳ１５にて位置決め装置
１より通信手段１１、２１および２１ａ、４２を介して
位置検出器４Ｂに連続検出終了要求が発行（要求）され
ていないかどうかを確認し、発行されていなければステ
ップＳ１３に戻る。発行されておれば、ステップＳ１６
にてモータ回転位置記憶メモリ５０へ書き込まれたサー
ボモータ３の回転位置を示すデータの全てを通信手段４
２、２１ａ及び２１、１１を介して位置決め装置１へ出
力される。

【００４５】本実施形態によれば、位置検出器４ＢにＣ
ＰＵが搭載されたプリント基盤等によりサーボモータ３
のモータ回転位置を検出することができるため、位置決
め装置１によりサーボモータ３のモータ回転位置を検出
する必要がなくなり、位置決め装置１の負荷が低減され
ると共に、位置検出器４Ｂにおいて細かい周期で検出し
たモータ回転位置のデータをモータ回転位置記憶メモリ
５０に格納しておき、位置決め装置１からの要求に応じ
てまとめてサーボアンプ２Ａを経由して位置決め装置１
へ転送することができ、より詳細なサーボモータ３のモ
ータ回転位置を検出することができるようになった。ま
た、位置決め装置１では、この回転位置のデータをパソ
コンなどに転送してメモリ式ハイコーダのように機械位
置のモニタなどを波形表示させることができ、機械の動
きを高分解能で診断することもできる。また、本実施形
態では、サーボモータ３のモータ回転位置を、位置検出
器４Ｂから一度に位置決め装置１へ送信する構成につい
て説明したが、これに限られるものではなく、常に最新
の正確なサーボモータ３のモータ回転位置を検出するた
めに、サーボモータ３のモータ回転位置を検出の度に位
置検出器４Ｂから位置決め装置１へ送信する構成として
も良い。

【００４６】実施形態３．図６は、この発明による位置
決め装置及び位置検出器の一実施形態を示すブロック図
である。図において、５１は外部センサ５からセンサ入
力信号が入力された際にセンサ信号検知手段５２からの
センサ検知信号に基づきサーボモータ３のモータ回転位
置を検出するセンサ入力時の位置計算手段である。他の
構成については、上述した実施形態と同様であるので説
明は省略する。

【００４７】本実施形態は、上述した実施形態に示した
ように位置検出器４Ｃ内部にサーボモータ３のモータ回
転位置を検出する手段を設け、更に外部センサ５をセン
サ信号検知手段５２により位置検出器４Ｃに接続可能と
し、外部センサ５からのセンサ入力信号が直接位置検出
器４Ｃに入力され、入力された瞬間におけるサーボモー
タ３の回転位置検出のためのタイムラグを削減したもの
である。

【００４８】次に本実施形態の動作について説明する。
まず、外部センサ５より位置検出器４Ｃのセンサ信号検
知手段５２へセンサ入力信号が入力されると、センサ信
号検知手段５２はセンサ入力時の位置計算手段５１に対
してセンサ検知信号を出力する。センサ検知信号を受け
たセンサ入力時の位置計算手段５１は、モータ回転位置
検出手段４３からのカウント値をもとに上述した実施形
態と同様にサーボモータ３のモータ回転位置を検出す
る。検出されたモータ回転位置は、センサ入力時の位置
計算手段にセットされ、このセットしたモータ回転位置
を通信手段４２、２１ａ及び２１、１１を介して位置決
め装置１へ出力される。

【００４９】本実施形態によれば、外部センサ５からセ
ンサ入力信号を入力された瞬間のサーボモータ３のモー
タ回転位置を正確に検出することができる。

【００５０】実施形態４．図７は、この発明による位置
決め装置及び位置検出器の一実施形態を示すブロック図
である。図において、５３ａは予め出荷前にサーボモー
タ３の許容回転速度が書き込まれたモータ許容回転速度
記憶メモリ、５４はサーボモータ３の過速度監視手段で
ある。他の構成については、上述した実施形態と同様で
あるので説明は省略する。

【００５１】本実施形態においては、位置検出器４Ｄに
モータ許容回転速度記憶メモリ５３ａを設け、このモー
タ許容回転速度記憶メモリ５３ａにあらかじめサーボモ
ータ３及び位置検出器４Ｄの出荷前にサーボモータ３ご
とに定められている許容回転速度を書き込んでおき、位
置検出器４Ｄ自身が、サーボモータ３のモータ回転速度
をモータ回転位置より計算し、許容回転速度を越えてい
ないかどうかを監視するものである。

【００５２】図８は、本実施形態のように構成された位
置検出器４Ｄ及び位置決め装置１のにおける動作を示す
フローチャートであり、この図８に示されるフローチャ
ートを用いてサーボモータ３のモータ回転速度が許容回
転速度を越えていないかどうかを監視する際の動作を説
明する。通常、サーボモータ３と位置検出器４Ｄとは一
体の製品として出荷される。このため、一つの位置検出
器４Ｄが複数の種類のサーボモータ３に接続される事は
ない。そこで、出荷前にサーボモータ３の許容回転速度
を位置検出器４Ｄのモータ許容回転速度記憶メモリ５３
ａに書き込んでおく。

【００５３】使用者がサーボモータ３を駆動する際に
は、ステップＳ１７にて、モータ回転速度計算手段４４
は、モータ回転位置検出手段４３でパルスＰによりカウ
ントアップした回転位置Ａと、前回の処理周期での回転
位置Ｂとの差分を計算して、サーボモータ３の実際の回
転速度を求める。そして、ステップＳ１８にて現在のモ
ータ回転速度がモータ許容回転速度記憶メモリ５３ａに
予め書き込まれた許容回転速度を越えていないかどうか
を過速度監視手段５４にて監視する。許容回転速度を越
えていない場合はステップＳ１７に戻り、許容回転速度
を越えた場合にはステップＳ１９に移行して、モータ過
速度警告を通信手段４２、２１ａ及び２１、１１を介し
て位置決め装置に出力する。

【００５４】本実施形態によれば、サーボモータ３と一
体に出荷される位置検出器４Ｄ内部にモータ許容回転速
度記憶メモリ５３ａを設け、予め定められたサーボモー
タ３の許容回転速度を位置検出器４Ｄに対して出荷時に
設定しておくので、ユーザーに納入された後、使用者が
サーボアンプ２Ａにサーボモータ３の許容回転速度をマ
ニュアル等を見ながら設定する必要がなく、誤って許容
回転速度を設定する心配がない上、手間が省ける。ま
た、許容回転速度を越えた場合には、モータか速度警告
を出力し、その警告を受けた位置決め装置１が音、光等
により警告を発することが可能となり、作業性が向上す
る。

【００５５】実施例５．図９は、この発明による位置決
め装置及び位置検出器の一実施形態を示すブロック図で
ある。図において、５５はサーボアンプ２Ａまたは外部
Ｉ／Ｆを介しての外部機器から入力された、補正基準長
さ（１００００パルス）に対する位置補正量Ｌｏに基づ
き、モータ回転位置検出手段４３からのカウンタ値に補
正をかけるモータ回転位置補正手段、５６は外部入力機
器６を接続する外部信号入力手段、５７は外部出力機器
７に接続する外部信号出力手段である。他の構成につい
ては、上述した実施形態と同様であるので説明は省略す
る。

【００５６】本実施形態においては、サーボモータ３を
取り付けた負荷や温度等により伸縮する機構において、
モータ回転パルス発生器がカウントするカウンタ値に基
づくサーボモータ３の回転位置と、伸縮により誤差が発
生する実際の回転位置との補正を行うものである。モー
タ回転位置補正計算手段５５により補正される実際のサ
ーボモータ３の回転位置検出のためのフィードバック累
積カウンタ（ＦＢＰ０）は、位置補正基準長さ（１００
００パルス）に対する位置補正量Ｌｏ（パルス）及びモ
ータ回転位置検出手段４３からのカウンタ値であるフィ
ードバック補正量（ＦＢＰ１）とから次式のように求め
ることができる。

【００５７】

【数４】

【００５８】数４で示されるフィードバック補正量に基
づき補正されたサーボモータ３の回転によるパルスＰ
は、位置検出器４Ｅ内部のモータ回転位置検出手段４３
に送信され、そこで送信されたパルスＰをカウントす
る。モータ回転位置検出手段４３によりカウントされた
カウント値は上述した実施形態２と同様にモータ回転位
置が計算され、必要に応じてサーボアンプ２Ａの送信さ
れる。これにより、負荷や温度等による機械系の伸縮に
対応したフィードバック補正を行うことができ、正確な
サーボモータ３のモータ回転位置を検出することができ
る。

【００５９】実際には、例えば自動倉庫において上下の
位置制御を行う場合、負荷や温度等により機械が伸びる
と位置補正基準長さに対する補正量をマイナス（１００
０以下）にし、反対に負荷や温度等により機械が縮むと
位置補正基準長さに対する補正量をプラス（１００００
以上）にすることにより所定の位置に位置決めすること
ができる。

【００６０】また、位置検出器４Ｅに外部入出力機器と
の信号の授受を行う外部信号入力手段５６及び外部信号
出力手段５７を設け、サーボモータ３周辺に設置された
外部のリミットスイッチなどの外部入力機器６より入力
された信号は、外部信号入力手段５６に入力され、そこ
で入力データ（入力信号の状態）を読み取った後に通信
手段４２、２１ａを介してサーボアンプ２Ａへ転送され
る。一方、サーボアンプ２Ａより通信手段２１ａ、４２
を介して出力データが位置検出器４Ｅに転送され、出力
データを読み取った後に外部信号出力手段５７から外部
出力機器７に信号が出力される。このため、位置検出器
４Ｅ周辺に設置された外部入力機器６及び外部出力機器
７に対する入出力信号は、位置検出器４Ｅを介して位置
決め装置１と接続することができ、わざわざ外部入力機
器６及び外部出力機器７から位置決め装置１まで配線す
る必要がなく、最寄りの位置検出器４Ｅに配線すること
により信号の授受を行うことができ、省配線化すること
ができる。

【００６１】

【発明の効果】この発明は、上述したように構成されて
いるので、以下に示すような効果を奏する。指令に基づ
き駆動するモータの駆動時間を検出する駆動時間検出手
段と、上記モータにかかる負荷を検出する負荷検出手段
と、この負荷検出手段からの負荷情報及び上記駆動時間
検出手段からの駆動時間情報に基づき上記モータの推定
寿命を計算する推定寿命計算手段と、を備えので、通電
時間及びモータへかかる負荷に基づき正確なモータの推
定寿命を算出することができ、モータのメンテナンス等
の作業性が向上する。

【００６２】また、指令装置から通信回線を介して出力
される指令に基づき駆動するモータの駆動にともないパ
ルスを発振するパルス発生手段と、このパルス発生手段
から発振されるパルスの計数結果及び上記指令に基づ
き、上記モータの回転位置を算出する回転位置検出手段
と、を備え、回転位置検出手段により算出された上記モ
ータの回転位置を上記指令装置に送信するようにしたの
で、モータの回転位置を算出するためのデータを指令装
置に送信し、その指令装置でモータの回転位置を算出す
るのではなく、位置検出器内部においてモータの回転位
置を計算し、その計算したモータの回転位置を指令装置
に送信することができるようになり、モータの回転位置
の検出精度が向上する。

【００６３】さらに、回転位置検出手段により算出され
たモータの回転位置を、複数点保持するメモリ手段を備
えたので、算出されたモータの回転位置を通信手段を介
して指令装置側へ送信している間にも、位置検出器内部
の検出周期で新たなモータの回転位置を算出しメモリ手
段に次々に複数点保持することが可能となり、位置検出
器内部の細かい検出周期により算出したより詳細なモー
タの回転位置を次々に位置決め装置に送信することがで
き、その詳細なモータの回転位置のデータによりモータ
の制御が詳細に行うことができる。

【００６４】また、外部センサが接続されるセンサ信号
検知手段を備え、このセンサ信号検知手段が上記外部セ
ンサからのセンサ入力信号を検知した際に、回転位置検
出手段がモータの回転位置を算出するようにしたので、
センサ入力信号を入力してから回転位置を算出するまで
のタイムラグが従来より少なくて済み、センサ入力信号
を検知した瞬間のモータの回転位置を検出することがで
きる。

【００６５】また、モータごとに定められた許容回転速
度を予め記憶する許容回転速度記憶メモリと、回転位置
検出手段により検出されるモータの回転位置の変化量に
基づいて、上記モータの回転速度を計算する回転速度計
算手段と、この回転速度計算手段により計算された上記
モータの回転速度と上記許容回転速度記憶メモリに記憶
されている許容回転速度とに基づき、モータの回転速度
が上記許容回転速度を越えることがないようにモータを
監視する監視手段と、を備えたので、通常モータと一体
に出荷される位置検出器にモータの許容回転速度を予め
記憶させておくことができるようになり、ユーザーがモ
ータを使用する際に許容回転速度をマニュアル等参照し
ながら新たに設定する必要がなくため、許容回転速度を
誤って設定する心配がない上、その設定の際の作業の手
間が省ける。

【００６６】さらに、モータの駆動にともないパルス発
生手段が発振するパルスをモータの温度または負荷によ
る外部条件に基づき補正する補正手段を備えたので、温
度や負荷等による機械系の伸縮によるパルス発生手段か
らのパルスの誤差に対応して補正が可能となり、正確な
モータの回転位置を検出を行うことができるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態による位置決め装置及
び位置検出器のブロック図である。

【図２】 この発明の一実施形態による機械の運転パタ
ーンの形態である。

【図３】 この発明の一実施形態による位置決め装置及
び位置検出器の動作を説明するフローチャートである。

【図４】 この発明の一実施形態による位置決め装置及
び位置検出器のブロック図である。

【図５】 この発明の一実施形態による位置決め装置及
び位置検出器の動作を説明するフローチャートである。

【図６】 この発明の一実施形態による位置決め装置及
び位置検出器のブロック図である。

【図７】 この発明の一実施形態による位置決め装置及
び位置検出器のブロック図である。

【図８】 この発明の一実施形態による位置決め装置及
び位置検出器の動作を説明するフローチャートである。

【図９】 この発明の一実施形態による位置決め装置及
び位置検出器のブロック図である。

【図１０】 従来の発明の一実施形態による位置決め装
置及び位置検出器のブロック図である。

【符号の説明】

３ サーボモータ ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、
４Ｅ 位置検出器 ５ 外部メモリ ４３ モータ回転
位置検出手段 ４４ モータ回転速度計算手段 ４７ モータ寿
命時間計算手段 ５０ モータ回転位置記憶メモリ ５３ａ モータ許
容回転速度記憶メモリ ５４ 過速度監視手段 ５５ モータ回
転位置補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝沢 義知 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 島 晶 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指令に基づき駆動するモータの駆動時間
   を検出する駆動時間検出手段と、 上記モータにかかる負荷を検出する負荷検出手段と、 この負荷検出手段からの負荷情報及び上記駆動時間検出
   手段からの駆動時間情報に基づき上記モータの推定寿命
   を計算する推定寿命計算手段と、を備えたことを特徴と
   する位置検出器。
2. 【請求項２】 指令装置から通信回線を介して出力され
   る指令に基づき駆動するモータの駆動にともないパルス
   を発振するパルス発生手段と、 このパルス発生手段から発振されるパルスの計数結果及
   び上記指令に基づき、上記モータの回転位置を算出する
   回転位置検出手段と、を備え、 上記回転位置検出手段により算出された上記モータの回
   転位置を、上記指令装置に送信することを特徴とする位
   置検出器。
3. 【請求項３】 回転位置検出手段により算出されたモー
   タの回転位置を、複数点保持するメモリ手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項第２項記載の位置検出器。
4. 【請求項４】 外部センサが接続されるセンサ信号検知
   手段を備え、このセンサ信号検知手段が上記外部センサ
   からのセンサ入力信号を検知した際に、回転位置検出手
   段がモータの回転位置を算出することを特徴とする請求
   項第２項または第３項記載の位置検出器。
5. 【請求項５】 モータごとに定められた許容回転速度を
   予め記憶する許容回転速度記憶メモリと、 回転位置検出手段により検出されるモータの回転位置の
   変化量に基づいて、上記モータの回転速度を計算する回
   転速度計算手段と、 この回転速度計算手段により計算された上記モータの回
   転速度と、上記許容回転速度記憶メモリに記憶されてい
   る許容回転速度とに基づき、モータの回転速度が上記許
   容回転速度を越えることがないようにモータを監視する
   監視手段と、を備え、たことを特徴とする請求項第２項
   記載の位置検出器。
6. 【請求項６】 モータの駆動にともないパルス発生手段
   が発振するパルスをモータの温度または負荷による外部
   条件に基づき補正する補正手段を備えたことを特徴とす
   る請求項第２項記載の位置検出器。