JP7106960B2 - cable winding system - Google Patents
cable winding system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7106960B2 JP7106960B2 JP2018079317A JP2018079317A JP7106960B2 JP 7106960 B2 JP7106960 B2 JP 7106960B2 JP 2018079317 A JP2018079317 A JP 2018079317A JP 2018079317 A JP2018079317 A JP 2018079317A JP 7106960 B2 JP7106960 B2 JP 7106960B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- detector
- angle
- rotating body
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Winding Filamentary Materials (AREA)
Description
本発明は、繰り出されたケーブルを巻き取るケーブル巻取システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cable winding system for winding a paid out cable.
特許文献1には、使用者が重り抵抗に抗して所定の筋肉を収縮するウエイトスタック式トレーニング装置が記載されている。特許文献2には、ワイヤに加わる張力に応じて上下に撓むアームの撓み量を増幅する撓み量増幅機構と、この撓み量拡大機構で増幅された撓み量を計測する歪みゲージと、この歪みゲージで得た張力が所定値より大きいときにはワイヤを繰り出し、小さいときにはワイヤを巻取るようにサーボモータのトルクを制御する上肢運動訓練装置が記載されている。
特許文献1の技術は、ケーブルが伸びた後、ケーブルを戻すように縮める場合、重りの荷重によりケーブルが縮む速度が意図せず大きくなり、ケーブルを引き出した操作者に心理的な圧迫を与える可能性がある。
In the technique of
特許文献2の技術において、ワイヤに加わる張力に応じて上下に撓むアーム、撓み量増幅機構及び歪みゲージが必要である。特許文献2の技術は、機械的な撓み量を検出していることから、アーム、撓み量増幅機構及び歪みゲージのいずれかの故障を考慮して、信頼性を高める要望がある。
The technique of
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、信頼性を高め、ケーブル巻取り時の挙動を安定させるケーブル巻取システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cable winding system that improves reliability and stabilizes behavior during cable winding.
上記の目的を達成するため、一態様に係るケーブル巻取システムは、ケーブルと、モータと、前記モータに取り付けられ、ケーブルを巻取り可能な回転体と、前記回転体の回転速度を検出する回転検出装置と、前記モータを駆動するモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路を制御する制御装置と、を有するモータ制御システムと、を備え、前記ケーブルが繰り出される場合において、前記制御装置は、前記回転体のトルクがトルクの最大制限値を超えないように、前記モータ駆動回路を制御し、前記回転体のトルクがトルクの最大制限値を下回ると、前記ケーブルを前記回転体に巻き取るように、前記モータ駆動回路を制御する。 To achieve the above object, a cable winding system according to one aspect includes a cable, a motor, a rotating body attached to the motor and capable of winding the cable, and a rotating body for detecting the rotation speed of the rotating body. a motor control system including a detection device, a motor drive circuit that drives the motor, and a control device that controls the motor drive circuit; controlling the motor drive circuit so that the torque of the body does not exceed the maximum torque limit value, and winding the cable around the rotor when the torque of the rotor falls below the maximum torque limit value; It controls the motor drive circuit.
これにより、重りを使用したケーブルの伸縮とは異なり、繰り出されたケーブルが巻き取りに切り替わる違和感を操作者に与えにくい。また、歪みゲージが不要である。このため、信頼性が向上し、ケーブル巻取り時の挙動が安定する。 Therefore, unlike the extension and contraction of the cable using a weight, it is difficult for the operator to feel a sense of incongruity when the cable that is let out is switched to the winding. Also, no strain gauge is required. Therefore, the reliability is improved and the behavior during cable winding is stabilized.
望ましい態様として、前記ケーブルが巻き取られる場合において、前記制御装置は、前記回転体の回転速度を予め設定された最大回転速度になるように、前記モータ駆動回路を制御する。これにより、操作者にケーブルの巻取り速度が一定であるように認識させ、ケーブル巻取り時の挙動を安定させることができる。 Preferably, when the cable is wound, the controller controls the motor drive circuit so that the rotation speed of the rotating body reaches a preset maximum rotation speed. As a result, the operator can recognize that the cable winding speed is constant, and the behavior during cable winding can be stabilized.
望ましい態様として、前記回転検出装置は、少なくとも前記回転体の回転に応じて正弦波の信号及び余弦波の信号を出力する第1センサ部と、前記正弦波の信号及び前記余弦波の信号に基づいて前記回転体の絶対角度を算出する角度算出部をそれぞれ備える第1検出器及び第2検出器と、前記第1検出器及び前記第2検出器の少なくとも1つが異常と判断した場合、異常処理を処理する制御装置と、を備え、前記第1検出器が検出する前記回転体の位置と、前記第2検出器が検出する前記回転体の位置とが異なる。 Preferably, the rotation detection device includes a first sensor unit that outputs a sine wave signal and a cosine wave signal according to at least the rotation of the rotating body; When at least one of a first detector and a second detector each having an angle calculation unit for calculating an absolute angle of the rotating body and the first detector and the second detector is determined to be abnormal, abnormality processing wherein the position of the rotating body detected by the first detector is different from the position of the rotating body detected by the second detector.
これにより、正弦波の信号及び余弦波の信号に基づいて回転体の絶対角度を算出するので、温度ドリフトの影響が小さくなり、検出精度が向上する。第2検出器は、第1検出器とは検出する回転体の位置が異なるので、同じICパッケージ内のセンサ同士の比較よりも、環境変化に対して異常判断の信頼性が高くなる。 Since the absolute angle of the rotating body is calculated based on the sine wave signal and the cosine wave signal, the influence of the temperature drift is reduced and the detection accuracy is improved. Since the position of the rotating body detected by the second detector is different from that of the first detector, the reliability of abnormality determination with respect to environmental changes is higher than comparison between sensors in the same IC package.
望ましい態様として、前記第1検出器が検出する前記回転体の絶対角度を第1回転角度とし、前記第2検出器が検出する絶対角度を第2回転角度として、前記第1回転角度と前記第2回転角度を比較する角度比較部を備える。これによれば、絶対角度同士の比較となり、異常の有無を判断することができる。 As a desirable mode, the absolute angle of the rotating body detected by the first detector is defined as a first rotation angle, and the absolute angle detected by the second detector is defined as a second rotation angle. An angle comparison unit is provided for comparing two rotation angles. According to this, the absolute angles are compared, and the presence or absence of abnormality can be determined.
望ましい態様として、前記制御装置は、前記角度比較部を備え、前記第1回転角度と、前記第2回転角度との角度差が、上限閾値又は下限閾値を超える場合、前記異常処理を処理する。これによれば、温度ドリフトの影響が少ないので、上限閾値又は下限閾値を狭くし、異常の検出精度を高めることができる。 As a desirable aspect, the control device includes the angle comparison unit, and performs the abnormality process when the angle difference between the first rotation angle and the second rotation angle exceeds an upper threshold value or a lower threshold value. According to this, since the influence of the temperature drift is small, the upper limit threshold value or the lower limit threshold value can be narrowed, and the abnormality detection accuracy can be improved.
望ましい態様として、前記角度比較部と、前記第1回転角度の情報を第1信号に変換する第1信号生成部と、を備える信号処理部をさらに備え、前記角度比較部は、前記第1回転角度と、前記第2回転角度との角度差が、上限閾値又は下限閾値を超える場合、自己診断情報として異常のステータス情報を生成し、前記信号処理部は、前記第1信号と、前記自己診断情報とを前記制御装置へ出力し、前記制御装置は、前記自己診断情報に異常のステータス情報がある場合、前記異常処理を処理する。これによれば、制御装置の演算負荷が小さくなり、第1検出器又は第2検出器の異常時に、異常処理の開始遅延の時間を短くすることができる。 As a desirable aspect, further comprising a signal processing unit including the angle comparison unit and a first signal generation unit that converts information on the first rotation angle into a first signal, the angle comparison unit performing the first rotation If the angle difference between the angle and the second rotation angle exceeds the upper limit threshold value or the lower limit threshold value, abnormal status information is generated as self-diagnosis information, and the signal processing unit generates the first signal and the self-diagnosis information is output to the control device, and the control device processes the abnormality processing when the self-diagnostic information includes abnormality status information. According to this, the calculation load of the control device can be reduced, and the start delay time of the abnormality processing can be shortened when the first detector or the second detector is abnormal.
望ましい態様として、前記第1検出器及び前記第2検出器は、それぞれの前記絶対角度の情報をシリアル信号の第1信号に変換する第1信号生成部と、ABZ信号の第2信号に変換する第2信号生成部と、を備え、前記角度比較部を第1信号の角度比較部として備え、さらに前記第2信号を比較する第2信号の角度比較部とを備える信号処理部をさらに備え、前記第1信号の角度比較部は、前記第1回転角度と、前記第2回転角度との角度差が、上限閾値又は下限閾値を超える場合、第1自己診断情報として異常のステータス情報を生成し、前記第2信号の角度比較部は、前記第1検出器の第2信号と、前記第2検出器の第2信号とが予め定められた相対関係と一致しない場合、第2自己診断情報として、異常のステータス情報を生成し、前記信号処理部は、前記第1信号と、前記第1自己診断情報と、前記第2自己診断情報を前記制御装置へ出力し、前記制御装置は、前記第1自己診断情報又は前記第2自己診断情報に異常のステータス情報がある場合、前記異常処理を処理する。これにより、第1検出器又は第2検出器の異常であるのか、信号処理系統が異常であるのか、容易に判別することができる。 Preferably, the first detector and the second detector each have a first signal generator that converts the absolute angle information into a first serial signal and a second ABZ signal. a signal processing unit comprising: a second signal generation unit, the angle comparison unit as a first signal angle comparison unit, and a second signal angle comparison unit for comparing the second signal; The angle comparison unit for the first signal generates abnormal status information as first self-diagnostic information when an angle difference between the first rotation angle and the second rotation angle exceeds an upper threshold value or a lower threshold value. , the second signal angle comparing unit determines, as second self-diagnostic information, when the second signal from the first detector and the second signal from the second detector do not match a predetermined relative relationship. , the signal processing unit outputs the first signal, the first self-diagnostic information, and the second self-diagnostic information to the control device; If the first self-diagnostic information or the second self-diagnostic information includes abnormal status information, the abnormality processing is processed. This makes it possible to easily determine whether the first detector or the second detector is abnormal, or whether the signal processing system is abnormal.
望ましい態様として、前記第1検出器が検出する前記回転体の位置と、前記第2検出器が検出する前記回転体の位置と、が機械角で180°であり、前記制御装置は、前記第1回転角度と、前記第2回転角度との平均値に基づいて、前記モータを制御する。これによれば、モータ制御システムは、回転体の偏心による誤差成分を低減した状態でモータを制御できる。 Preferably, the position of the rotating body detected by the first detector and the position of the rotating body detected by the second detector are 180 degrees in mechanical angle, and the controller controls the The motor is controlled based on an average value of one rotation angle and the second rotation angle. According to this, the motor control system can control the motor while reducing the error component due to the eccentricity of the rotating body.
望ましい態様として、前記異常処理において、前記制御装置は、前記モータを停止させる処理を行う。これにより、モータ制御の安全性が向上する。 As a desirable aspect, in the abnormality processing, the control device performs processing to stop the motor. This improves the safety of motor control.
望ましい態様として、表示パネルへの表示、光、音、振動の少なくとも1つにより報知する報知部をさらに備え、前記異常処理において、前記制御装置は、前記報知部を動作させる。これにより、オペレータが異常を早期に認識できるようになる。 As a desirable mode, it further comprises a notification unit that notifies by at least one of display on a display panel, light, sound, and vibration, and in the abnormality processing, the control device operates the notification unit. This enables the operator to recognize the abnormality early.
望ましい態様として、さらに、前記回転体の回転に応じて正弦波の信号及び余弦波の信号を出力する第2センサ部を備え、前記回転体は、N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる複数の磁気トラックを有し、前記第1センサ部は、1つの前記磁気トラックの磁界に応じた前記正弦波の信号及び前記余弦波の信号を出力し、前記第2センサ部は、他の前記磁気トラックの磁界を検知して正弦波の信号及び余弦波の信号を出力し、前記モータ制御システムは、前記第1センサ部から前記正弦波の信号及び前記余弦波の信号に基づいて第1位相を算出する第1位相検出部と、前記第2センサ部から前記正弦波の信号及び前記余弦波の信号に基づいて第2位相を算出する第2位相検出部と、前記角度算出部は、前記第1位相及び前記第2位相に基づいて前記回転体の絶対角度を算出する。これによれば、角度算出部は、絶対角度を容易に算出できる。 In a preferred embodiment, the rotating body further comprises a second sensor unit that outputs a sine wave signal and a cosine wave signal according to the rotation of the rotating body, and the rotating body has a magnetic pole pair consisting of an N pole and an S pole. A plurality of magnetic tracks arranged in concentric rings at intervals and having different numbers of magnetic pole pairs are provided, and the first sensor unit outputs the sine wave signal and the cosine wave signal corresponding to the magnetic field of one of the magnetic tracks. , the second sensor section detects the magnetic field of the other magnetic track and outputs a sine wave signal and a cosine wave signal, and the motor control system outputs the sine wave signal from the first sensor section A first phase detection unit for calculating a first phase based on the signal and the cosine wave signal, and a second phase based on the sine wave signal and the cosine wave signal from the second sensor unit A second phase detector and an angle calculator calculate an absolute angle of the rotating body based on the first phase and the second phase. According to this, the angle calculator can easily calculate the absolute angle.
本発明によれば、モータ制御の信頼性が向上するモータ制御システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a motor control system that improves the reliability of motor control.
以下、発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, it demonstrates in detail, referring drawings for the form (henceforth embodiment) for implementing invention. In addition, the present invention is not limited by the following embodiments. In addition, components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that fall within a so-called equivalent range. Furthermore, the constituent elements disclosed in the following embodiments can be combined as appropriate.
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るケーブル巻取システムの使用例を説明するための説明図である。図2は、実施形態1に係るケーブル巻取システムの構成を説明するための説明図である。図3は、実施形態1に係るモータ制御システムを説明するための説明図である。図4は、図2に示す回転体の各磁気トラックを説明するための説明図である。図5は、図2に示す回転体の各磁気トラックの他の例を示す図である。図1に示すように、実施形態1に係るケーブル巻取システム1は、モータ制御システム1000と、ケーブル91とを備える。ケーブル巻取システム1の使用例としては、図1に、ケーブルトレーニングマシンを例示する。ケーブルトレーニングマシンは、操作者が操作する操作部92と、滑車93、滑車94と、ケーブル巻取システム1を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a usage example of the cable winding system according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the cable winding system according to the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the motor control system according to the first embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining each magnetic track of the rotating body shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing another example of each magnetic track of the rotating body shown in FIG. As shown in FIG. 1 , the
図2に示すように、ケーブル巻取システム1は、モータMと、モータMの回転と同期して回転し、かつ磁気トラック2を有する回転体100と、回転検出装置200と、モータ駆動回路300と、上位制御装置500と、を備える。回転体100には、ケーブル91が巻き付いている。
As shown in FIG. 2, the
図3、図4及び図5に示すように、実施形態1において、磁気トラック2(図2参照)は、第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bを有する。回転検出装置200は、第1検出器200Aと、第2検出器200Bとを有する。このように、図3に示すモータ制御システム1000は、モータMと、モータMの回転と同期して回転し、かつ第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bを有する回転体100と、第1検出器200Aと、第2検出器200Bと、モータ駆動回路300と、上位制御装置500と、報知部600とを備える。第1検出器200Aは、第1磁気センサ3Aと、第2磁気センサ3Bと、第1位相検出部5Aと、第2位相検出部5Bと、位相差検出部6と、角度算出部7と、信号生成部8と、記憶部10と、第1出力ポートP1Aとを備える。また、信号生成部8は、第1信号生成部8Aを有する。
As shown in FIGS. 3, 4 and 5, in the first embodiment, the magnetic track 2 (see FIG. 2) has a first
第2検出器200Bは、第1磁気センサ3Aと、第2磁気センサ3Bと、第1位相検出部5Aと、第2位相検出部5Bと、位相差検出部6と、角度算出部7と、信号生成部8と、記憶部10と、第1出力ポートP1Bとを備える。また、信号生成部8は、第1信号生成部8Aを有する。以下、本実施形態は、第1検出器200Aについて、説明するが、第2検出器200Bについては、第1検出器200Aと同じ構成であるので、同じ構成には同じ符号を用いて詳細な説明は、適宜省略する。
The
モータ駆動回路300は、モータ指令値算出部503のモータ指令値に応じて、モータMを駆動する。
The
モータMは、駆動対象である回転体100に直接回転力を伝達する装置であり、例えばダイレクトドライブ(以下、DD)モータである。DDモータは、駆動対象に直接回転力を伝達するため、摩擦損失が少なく回転効率を高めることができる。モータMは、回転軸Xを中心に、回転体100を回転させる。
The motor M is a device that directly transmits rotational force to the
上位制御装置500は、コンピュータであり、例えば、CPUと、ROMと、RAMと、内部記憶部と、入力インターフェースと、出力インターフェースと、を含んでいる。CPU、ROM、RAM及び記憶部505は、内部バスで接続されている。ROMには、BIOS等のプログラムが記憶されている。CPUは、演算手段であり、RAMをワークエリアとして使用しながらROMや記憶部505に記憶されているプログラムを実行することにより、図3に示す回転算出部501、角度比較部502、モータ指令値算出部503、自己診断部504、状態検出部511、トルク算出部512及びトルク制御部513を含む種々の機能を実現する。
The
報知部600は、表示パネルへの表示、光、音、振動の少なくとも1つにより、異常を報知する。報知部600は、例えば、電子ブザー、発光ダイオード、振動モータのいずれか1つを備える。
The
本実施形態において、第1検出器200Aは、例えば、1つのICチップに集積化されている。これにより、モータ制御システム1000を構成する部品点数の低減、第1磁気センサ3Aと第2磁気センサ3Bとの間の位置精度の向上、製造コストや組立コストの低減等を図ることができ、小型且つ安価なモータ制御システム1000を実現可能である。なお、例えば記憶部10は、第1検出器200Aの外部にあってもよい。これにより、第1検出器200Aの更なる小型化及び低コスト化を実現することができる。第2検出器200Bについては、第1検出器200Aと同じである。
In this embodiment, the
図6は、実施形態1に係る磁気トラックに対する第1検出器及び第2検出器の配置例を示す図である。図7は、実施形態1に係るモータ制御システムの図6に示すIIV-IIV断面図である。図8は、実施形態1に係るモータ制御システムの各磁気センサを説明するための説明図である。 FIG. 6 is a diagram showing an arrangement example of the first detector and the second detector with respect to the magnetic track according to the first embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view of the motor control system according to the first embodiment taken along line IIV-IIV shown in FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining each magnetic sensor of the motor control system according to the first embodiment.
図4に示すように、実施形態1の回転体100は、N極とS極とからなる磁極対2A1が等間隔に並ぶ第1磁気トラック2Aと、磁極対2B1が等間隔に並ぶ第2磁気トラック2Bとが、回転体100の回転軸Xを軸心とする同心のリング状に、径方向に並び設けられている。実施形態1の第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bは、例えば回転体100の軸方向の一方の端面にある硬磁性体が、周方向に等間隔でN極及びS極に交互に着磁されることで得られる。具体的に、第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bは、例えば図に網がけしてある部分がN極、網がけのない部分がS極といったように、周方向に異なる磁極が交互に等間隔で配されている。図4に示す例において、第1磁気トラック2Aは、12対の磁極対2A1を有している。また、第2磁気トラック2Bは、8対の磁極対2B1を有している。
As shown in FIG. 4, the
なお、本実施形態において、第1磁気トラック2Aの磁極対2A1の数と第2磁気トラック2Bの磁極対2B1の数との関係は、図4に示す例に限るものではない。図5に示すように、第1磁気トラック2Aは、32対の磁極対2A1を有していてもよい。また、第2磁気トラック2Bは、31対の磁極対2B1を有していてもよい。すなわち、第1磁気トラック2Aの磁極対2A1の数をP(Pは自然数)としたとき、第2磁気トラック2Bの磁極対2B1の数はP-1となっていてもよい。また、図示しないが、第1磁気トラック2Aの磁極対2A1の数をPとしたとき、第2磁気トラック2Bの磁極対2B1の数はP+1となっていてもよい。第1磁気トラック2Aの磁極対2A1の数がPであり、第2磁気トラック2Bの磁極対2B1の数がP-1(又は、P+1)の場合、回転体100におけるA点の数は1つとなる。
In this embodiment, the relationship between the number of magnetic pole pairs 2A1 on the first
回転体100の端面にある硬磁性体は、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石等から構成することが可能である。なお、回転体100自体が硬磁性体であってもよい。
The hard magnetic material on the end face of the
本実施形態では、第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bが回転体100の軸方向の一方の端面にあるアキシャル型の構成としている。このような構成とすることで、モータ制御システム1000を軸方向に薄くすることができ、また、中空穴を大きくすることができる。これにより、例えば、内輪回転型や外輪回転型の軸受に適用する、あるいは、中空穴に機器のケーブルを配線する構造に適用することが容易となる。モータ制御システム1000を適用する機器の設計の自由度を高めることができる。
In this embodiment, the first
図6及び図7に示すように、実施形態1の第1検出器200Aは、磁気トラック2が設けられた回転体100とギャップを介してアキシャル方向に対向して設けられている。磁気トラック2は、第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bを有している。第2検出器200Bは、第1検出器200Aとは異なる位置で、回転体100とギャップを介してアキシャル方向に対向して設けられている。より具体的には、第1検出器200Aの第1磁気センサ3Aは、第1磁気トラック2Aに対向し、第1磁気トラック2Aの磁界を検知する。第1検出器200Aの第2磁気センサ3Bは、第2磁気トラック2Bに対向し、第2磁気トラック2Bの磁界を検知する。第1検出器200Aは、回転体100とは同期回転しない、図2に示す回転検出装置200の位置(固定部位)に設けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図8に示すように、第1磁気センサ3Aは、2つの磁気センサ素子3A1、3A2を備える。磁気センサ素子3A1、3A2は、第1磁気トラック2Aの1つの磁極対2A1のピッチを1周期として、電気角で90°の位相差を有するように、磁極対2A1の並び方向に離して配置されている。また、第2磁気センサ3Bは、2つの磁気センサ素子3B1、3B2を備える。磁気センサ素子3B1、3B2は、第2磁気トラック2Bの1つの磁極対2B1のピッチを1周期として、電気角で90°の位相差を有するように、磁極対2B1の並び方向に離して配置されている。
As shown in FIG. 8, the first
磁気センサ素子3A1、3A2及び磁気センサ素子3B1、3B2としては、例えば、ホール素子、磁気抵抗効果(MR(Magneto Resistance effect))センサなどの磁気センサ素子を用いることができる。磁気抵抗効果センサとしては、AMR(Anisotropic Magneto Resistance)素子、GMR(Giant Magneto Resistance)センサ、TMR(Tunnel Magneto Resistance)センサなどを用いることができる。 As the magnetic sensor elements 3A1 and 3A2 and the magnetic sensor elements 3B1 and 3B2, for example, magnetic sensor elements such as Hall elements and MR (Magneto Resistance effect) sensors can be used. As the magnetoresistive effect sensor, an AMR (Anisotropic Magneto Resistance) element, a GMR (Giant Magneto Resistance) sensor, a TMR (Tunnel Magneto Resistance) sensor, or the like can be used.
第1磁気センサ3Aは、磁極対2A1内の位相に応じた正弦波の信号である第1sin信号sinθ1及び磁極対2A1内の位相に応じた余弦波の信号である第1cos信号cosθ1を出力する。また、第2磁気センサ3Bは、磁極対2B1内の位相に応じた正弦波の信号である第2sin信号sinθ2及び磁極対2B1内の位相に応じた余弦波の信号である第2cos信号cosθ2を出力する。
The first
図3に示すように、第1磁気センサ3Aから出力された第1sin信号sinθ1及び第1cos信号cosθ1は、第1位相検出部5Aに入力される。また、第2磁気センサ3Bから出力された第2sin信号sinθ2及び第2cos信号cosθ2は、第2位相検出部5Bに入力される。
As shown in FIG. 3, the first sin signal sin θ1 and the first cos signal cos θ1 output from the first
図9は、実施形態1に係るモータ制御システムの各部波形例を示す図である。図9の(a)は、第1磁気トラック2Aの磁極パターンを示している。図9の(b)は、第2磁気トラック2Bの磁極パターンの一例を示している。図9の(c)は、磁気センサ素子3A1から第1位相検出部5Aに入力される第1sin信号sinθ1の波形を示している。図9の(d)は、磁気センサ素子3A2から第1位相検出部5Aに入力される第1cos信号cosθ1の波形を示している。図9の(e)は、磁気センサ素子3B1から第2位相検出部5Bに入力される第2sin信号sinθ2の波形を示している。図9の(f)は、磁気センサ素子3B2から第2位相検出部5Bに入力される第2cos信号cosθ2の波形を示している。図9の(g)は、第1位相検出部5Aから出力される検出位相信号の波形を示している。図9の(h)は、第2位相検出部5Bから出力される検出位相信号の波形を示している。図9の(i)は、位相差検出部6から出力される位相差信号の波形を示している。
9A and 9B are diagrams showing examples of waveforms of respective parts of the motor control system according to the first embodiment. FIG. FIG. 9(a) shows the magnetic pole pattern of the first
図9に示す例では、第1磁気トラック2Aの3つの磁極対2A1からなるa点からb点の区間に対し、第2磁気トラック2Bの2つの磁極対2B1が対応している。すなわち、a点とb点とで、第1磁気センサ3Aの検出信号の位相と第2磁気センサ3Bの検出信号の位相とが一致する。この場合、a点を基準としたb点までの任意位置における絶対角度を検出することができる。このように、第1磁気センサ3Aの検出信号の位相と第2磁気センサ3Bの検出信号の位相とが一致する2点間の絶対角度を検出することができる。
In the example shown in FIG. 9, two magnetic pole pairs 2B1 of the second
図4に示した例では、第1磁気トラック2Aの磁極対2A1の数を12、第2磁気トラック2Bの磁極対2B1の数を8とし、A点において第1磁気トラック2Aの磁極位相と第2磁気トラック2Bの磁極位相とが一致している。図4において、回転体100におけるA点の数は4つある。回転体100の周方向で隣り合う一対のA点間が、図9及び図10に示すa点からb点までの区間に相当する。第1検出器200Aは、第1磁気センサ3Aの検出信号の位相と第2磁気センサ3Bの検出信号の位相とが一致するA点を原点位置として、回転体100の絶対角度を検出することができる。また、第1検出器200Aは、回転体100が90°回転する毎にA点を1回検出する。第1検出器200Aは、A点の検出数をカウントすることで、回転体100の絶対角度を90°以上の範囲でも検出することができる。
In the example shown in FIG. 4, the number of magnetic pole pairs 2A1 on the first
また、図5に示した例では、第1磁気トラック2Aの磁極対2A1の数を32(P=32)、第2磁気トラック2Bの磁極対2B1の数を31(P-1=31)とし、A点において第1磁気トラック2Aの磁極位相と第2磁気トラック2Bの磁極位相とが一致している。図5に示す例では、第1検出器200Aは、第1磁気センサ3Aの検出信号の位相と第2磁気センサ3Bの検出信号の位相とが一致するA点を原点位置として、回転体100の全周における絶対角度を検出することができる。また、第1検出器200Aは、回転体100が360°回転する毎にA点を1回検出する。第1検出器200Aは、A点の検出数をカウントすることで、回転体100の絶対角度を360°以上の範囲でも検出することができる。
In the example shown in FIG. 5, the number of magnetic pole pairs 2A1 on the first
第1位相検出部5Aは、図9の(c)(d)に例示した入力信号に基づき、図9の(g)に例示した検出位相信号を出力する。具体的には、第1位相検出部5Aは、第1sin信号sinθ1及び第1cos信号cosθ1から磁極対2A1内の位相(θ1=arctan(sinθ1/cosθ1))を算出する。これにより、温度ドリフトの影響が小さくなり、検出精度が向上する。第2位相検出部5Bは、図9の(e)(f)に例示した入力信号に基づき、図9の(h)に例示した検出位相信号を出力する。具体的には、第2位相検出部5Bは、第2sin信号sinθ2及び第2cos信号cosθ2から磁極対2B1内の位相(θ2=arctan(sinθ2/cosθ2))を算出する。これにより、温度ドリフトの影響が小さくなり、検出精度が向上する。
The
位相差検出部6は、第1位相検出部5A及び第2位相検出部5Bから出力された各検出位相信号に基づき、図9の(i)に例示した位相差信号を出力する。
The
角度算出部7は、位相差検出部6で求められた位相差を、予め設定された計算パラメータに従い絶対角度へ換算する処理を行う。角度算出部7で用いられる計算パラメータは、記憶部10に記憶されている。
The
第1信号生成部8Aは、角度算出部7が出力する絶対角度の情報を、第1出力ポートP1Aを介して上位制御装置500に出力する。図10は、シリアル信号の送信形態を説明するための説明図である。第1信号は、図10に示すようなシリアル信号である。シリアル信号SA、SBには、角度算出部7が出力する絶対角度の情報が含まれている。シリアル信号SCには、モータ制御システム1000に対して、原点であるA点(図4、図5参照)などのステータスに関する情報が含まれている。また、シリアル信号SDには、ビットチェック用の情報が含まれている。
The
記憶部10には、角度算出部7で用いられる計算パラメータの他に、第1磁気トラック2Aの磁極対2A1の数、第2磁気トラック2Bの磁極対2B1の数、絶対角度基準位置等、モータ制御システム1000の動作に必要な情報が記憶されている。記憶部10としては、例えば、不揮発性メモリが例示される。なお、記憶部10に記憶された計算パラメータや、モータ制御システム1000の動作に必要な情報は、例えば、後述の上位制御装置500から更新可能な構成としてもよい。これにより、モータ制御システム1000の使用状況に応じた設定が可能となる。
In the
図11は、実施形態1に係るケーブル巻取システムにおけるケーブルの繰り出し及び巻取りを説明するためのフローチャートである。図12は、ケーブルを繰り出す場合の電流、回転数及びトルクの特性を説明するための説明図である。図13は、ケーブルを繰り出す場合のケーブル長さと繰り出し時間との関係を説明するための説明図である。図14は、ケーブルを巻き取る場合のケーブル長さと巻取り時間との関係を説明するための説明図である。図15は、ケーブルを巻き取る場合の回転体の回転数と巻取り時間との関係を説明するための説明図である。以下、図1、図2、図3及び図11を参照しつつケーブル巻取システム1におけるケーブルの繰り出し及び巻取りを説明する。
FIG. 11 is a flow chart for explaining cable payout and winding in the cable winding system according to the first embodiment. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the characteristics of current, number of revolutions, and torque when the cable is paid out. FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the cable length and the payout time when the cable is paid out. FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the relationship between cable length and winding time when the cable is wound. FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the number of revolutions of the rotor and the winding time when the cable is wound. The cable payout and winding in the
図11に示すように、上位制御装置500において、トルク制御部513は、記憶部505に記憶された制御条件の読み出しを行う(ステップST101)。本実施形態において、制御条件は、予め記憶されている、モータMの最大回転速度RSL(図15参照)、絶対回転角度の最大許容偏差LA(図13参照)、トルク制御時の基準トルクTC(図12)等である。絶対回転角度の最大許容偏差は、ケーブル91が繰り出し方向Fに繰り出された場合に、最大で許容できる引き出し距離をモータMの回転体100の絶対角度に換算した値である。
As shown in FIG. 11, in the
次に、状態検出部511は、回転検出装置200からの回転角度の情報及びモータ駆動回路300で検知したモータMの電流Iの情報を検出する第1状態検出を開始する(ステップST102)。このとき、回転検出装置200からの最初に状態を検出した絶対回転角度が基準絶対回転角度L0である。
Next, the
トルク算出部512は、回転検出装置200からの回転角度の情報及びモータ駆動回路300で検知したモータMの電流Iの情報と、記憶部505に記憶された図12に示す電流、回転数及びトルクの特性に基づいて、回転体100に加わるトルクを算出する。例えば、図12のトルク特性によれば、回転検出装置200からの回転角度の情報、モータ駆動回路300で検知したモータMの電流Iの情報から、実際のトルクが基準トルクTCとなるように、トルク制御される。図12において、回転数N1の場合のトルクがトルクTIである。また、回転数N2の場合のトルクが基準トルクTCである。同様に、回転数N3の場合のトルクがトルクTEである。
The
トルク制御部513は、実際のトルクがトルクTCよりもトルクTI側にある場合は、トルクを小さくする算出値をモータ指令値算出部50へ伝達する。この算出値に応じて、モータ指令値算出部503は、実際のトルクが基準トルクTCとなるように、モータ指令値を算出し、モータ駆動回路300を駆動して、回転体100の回転を制動する。
トルク制御部513は、実際のトルクがトルクTCよりもトルクTE側にある場合は、トルクを大きくする算出値をモータ指令値算出部50へ伝達する。この算出値に応じて、モータ指令値算出部503は、実際のトルクが基準トルクTCとなるように、モータ指令値を算出し、モータ駆動回路300を駆動して、回転体100の回転を制動する。
これにより、操作者が予め、基準トルクTCを設定し、記憶部505に記憶しておけば、ケーブル91が基準トルクTCで制動されつつ、繰り出される。その結果、操作者は、所望の基準トルクTC近傍の負荷を感じながらケーブルトレーニングをすることができる。
Accordingly, if the operator sets the reference torque TC in advance and stores it in the
一方、回転算出部501は、回転体100の回転角度と、回転体100の回転回数とから、ケーブル91が繰り出し方向Fに繰り出された引き出し距離に相当する絶対回転角度Lを算出する。絶対回転角度Lは、基準絶対回転角度L0からの偏差である。絶対回転角度Lが最大許容偏差LAに達していない場合(ステップST103、No)、第1状態検出を継続する(ステップST103)。ここで、最大許容偏差LAは、図1に示すケーブル巻取システム1において、操作者がケーブル91を繰り出し方向Fに繰り出すにあたり、目標とする引き出し距離である。
On the other hand, the
絶対回転角度Lが最大許容偏差LAである場合(ステップST106、Yes)、回転算出部501は、処理をステップST104へ進める。
If the absolute rotation angle L is the maximum allowable deviation LA (step ST106, Yes), the
操作者は、図13に示す時間tAにおいて目標とする分(最大許容偏差LA)だけ、ケーブル91を繰り出し方向Fに繰り出しているので、操作部92から手を離した状態になる。
Since the operator has extended the
そこで、モータ指令値算出部503は、図1に示す巻取り方向Bにケーブル91が移動するように、回転体100の巻取り回転を開始する。
Therefore, the motor command
次に、状態検出部511は、回転検出装置200からの回転角度の情報及びモータ駆動回路300で検知したモータMの電流Iの情報を検出する第2状態検出を開始する(ステップST104)。状態検出部511は、回転検出装置200からの回転速度RSの情報を検出する。
Next, the
具体的には、回転算出部501は、回転体100の回転速度RSを算出する。回転算出部501は、回転体100の回転速度RSが予め記憶部505に記憶されたモータMの最大回転速度RSLを超えないように、第2状態検出を継続する。
Specifically, the
回転算出部501は、回転体100の回転速度RSが予め記憶部505に記憶された最大制限値の回転速度RSLを超えると、モータ指令値算出部503は、回転体100の回転速度RSがモータMの最大回転速度RSLとなるように、モータ指令値を算出し、モータ駆動回路300を駆動して、回転体100の回転を制動する。
When the rotational speed RS of the
一方、回転算出部501は、回転体100の回転角度と、回転体100の回転回数とから、ケーブル91が図1に示す巻取り方向Bに巻き取られた巻取り距離に相当する絶対回転角度Lを算出する。図14に示す絶対回転角度Lと基準絶対回転角度L0との偏差が0に達していない場合(ステップST105、No)、回転算出部501は、第2状態検出(ステップST104)を継続する。時間tBにおいて、絶対回転角度Lと基準絶対回転角度L0との偏差が0となると、処理が終了する。
On the other hand, the
以上、説明したように、ケーブル巻取システム1は、ケーブル91の巻取りにおいて、回転体100の回転速度を最大回転速度RSLに制限している。これにより、操作者にケーブル91の巻取り速度が一定であるように認識させ、ケーブル巻取り時の挙動を安定させることができる。
As described above, the
図16は、実施形態1に係るモータ制御システムにおける異常処理を説明するためのフローチャートである。図17は、実施形態1のモータ制御システムにおいて、第1検出器及び第1検出器の自己診断を説明するための説明図である。図16に示すように、モータ制御システム1000は、第1検出器200Aが検出した第1回転角度、第2検出器200Bが検出した第2回転角度を算出する(ステップST11)。
FIG. 16 is a flowchart for explaining abnormality processing in the motor control system according to the first embodiment. FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining the first detector and the self-diagnosis of the first detector in the motor control system of the first embodiment. As shown in FIG. 16,
具体的には、図3に示す回転算出部501は、第1信号生成部8Aからの第1信号を復号し、第1検出器200Aが検出した回転体100の絶対角度を第1回転角度として記憶部505に記憶する。同様に、図3に示す回転算出部501は、第1信号生成部8Aからの第1信号を復号し、第2検出器200Bが検出した回転体100の絶対角度を第2回転角度として記憶部505に記憶する。
Specifically, the
角度比較部502は、記憶部505に記憶された第1回転角度と、第2回転角度との角度差Δθを算出する(ステップST12)。例えば、図6に示すように、回転軸Xの周りに、第1検出器200Aと、第2検出器200Bとが機械角で180°の関係で配置されている場合、角度差Δθが理想的には絶対角度180°になる。しかしながら、角度差Δθには、第1磁気トラック2A、第2磁気トラック2Bに対する第1磁気センサ3A、第2磁気センサ3Bの物理的な位置の誤差、回転体100の偏心等によって検出値に誤差などが含まれることが考えられる。
The angle comparison section 502 calculates the angle difference Δθ between the first rotation angle and the second rotation angle stored in the storage section 505 (step ST12). For example, as shown in FIG. 6, when the
そこで、図17に示すように、自己診断部504において、角度差Δθと、上限閾値Th1又は下限閾値Th2とを比較し監視する。上限閾値Th1及び下限閾値Th2は、記憶部505に予め記憶されている。角度差Δθが、上限閾値Th1又は下限閾値Th2を超えない場合、自己診断部504は、角度差Δθと、上限閾値Th1又は下限閾値Th2との比較を継続する(ステップST13、No)。
Therefore, as shown in FIG. 17, the self-
角度差Δθが、上限閾値Th1又は下限閾値Th2を超える場合、自己診断部504は、処理をステップST14に進める(ステップST13、Yes)。
If the angular difference Δθ exceeds the upper limit threshold Th1 or the lower limit threshold Th2, the self-
モータ制御システム1000は、異常処理を実行する(ステップST14)。自己診断部504は、異常処理として、異常情報を報知部600に出力し、報知部600が、表示パネルへの表示、光、音、振動の少なくとも1つにより、異常を報知する。
又は、自己診断部504は、異常処理として、異常情報をモータ指令値算出部503へ出力し、モータ指令値算出部503がモータMの回転速度又は回転トルクを徐々に低下させるようにモータ指令値を出力する。その結果、モータMは、回転を停止する。さらに、自己診断部504は、異常処理として、異常情報を報知部600に出力し、報知部600が、表示パネルへの表示、光、音、振動の少なくとも1つにより、異常を報知するようにしてもよい。
Alternatively, the self-
あるいは、自己診断部504は、異常処理として、異常情報をモータ指令値算出部503へ出力し、モータ指令値算出部503が所定の回転工程が終了した後、モータMの回転速度又は回転トルクを徐々に低下させるようにモータ指令値を出力する。その結果、モータMは、回転を停止する。さらに、自己診断部504は、異常処理として、異常情報を報知部600に出力し、報知部600が、表示パネルへの表示、光、音、振動の少なくとも1つにより、異常を報知するようにしてもよい。
Alternatively, self-
実施形態1のモータ制御システム1000において、ケーブル91が繰り出される場合、上位制御装置500は、回転体100のトルクが基準トルクTCとなるように、モータ駆動回路300を制御する。そして、回転体100の絶対回転角度Lが、最大で許容できる引き出し距離に相当する絶対角度LAになるまで回転体100が回転すると、上位制御装置500は、ケーブル91を回転体100に巻き取るように、モータ駆動回路300を制御する。
In the
これにより、重りを使用したケーブルの伸縮とは異なり、繰り出されたケーブルが巻き取りに切り替わる違和感を操作者に与えにくい。このため、ケーブル巻取り時の挙動が安定する。 Therefore, unlike the extension and contraction of the cable using a weight, it is difficult for the operator to feel a sense of incongruity when the cable that is let out is switched to the winding. Therefore, the behavior during cable winding is stabilized.
ケーブル91が巻き取られる場合において、上位制御装置500は、回転体100の回転速度を予め設定された最大回転速度RSLになるように、モータ駆動回路300を制御する。これにより、操作者にケーブルの巻取り速度が一定であるように認識させ、ケーブル巻取り時の挙動を安定させることができる。その結果、ケーブル91が巻取り方向Bにケーブル91が移動している場合、回転速度RSに基づく制御により、操作者にとって、ケーブル91の安全性が向上する。
When the
ケーブル巻取システム1において、ケーブル91が繰り出し方向Fに移動している場合、モータ制御システム1000の報知部600が、表示パネルへの表示、光、音、振動の少なくとも1つにより、異常を報知するとともに、ブレーキ機構(不図示)により、モータMをロックするようにしてもよい。これにより、回転検出装置200の故障に基づく、モータMの予測不能な挙動を抑制することができる。
In the
あるいは、ケーブル巻取システム1において、ケーブル91が繰り出し方向Fに移動している場合、モータ制御システム1000の報知部600が、表示パネルへの表示、光、音、振動の少なくとも1つにより、異常を報知するとともに、モータMの回転速度又は回転トルクを徐々に低下させるようにしてもよい。これにより、回転検出装置200の故障に基づく、モータMの予測不能な挙動を抑制することができる。
Alternatively, in the
(実施形態2)
図18は、実施形態2に係るモータ制御システムを説明するための説明図である。上述した実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。図18に示すように、実施形態2に係るモータ制御システム1000は、モータMと、回転体100と、第1検出器200Aと、第2検出器200Bと、モータ駆動回路300と、信号処理部400と、上位制御装置500と、報知部600とを備える。実施形態2において、上位制御装置500には、実施形態1の角度比較部502がなく、角度比較部41が信号処理部400にある。
(Embodiment 2)
FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining the motor control system according to the second embodiment. The same reference numerals are given to the same components as in the above-described embodiment, and the description thereof is omitted. As shown in FIG. 18, the
信号処理部400は、信号生成部8及び角度比較部41を備える。信号処理部400が信号生成部8を備えているので、実施形態2の第1検出器200A及び第2検出器200Bには、信号生成部8がない。
The
角度比較部41は、第1検出器200Aの角度算出部7からの第1回転角度と、第2検出器200Bの角度算出部7からの第2回転角度との角度差Δθと、図17に示す、上限閾値Th1又は下限閾値Th2とを比較する。角度差Δθが、上限閾値Th1又は下限閾値Th2を超えない場合、自己診断情報Datとして正常の情報を信号生成部8に出力する。角度差Δθが、上限閾値Th1又は下限閾値Th2を超える場合、自己診断情報Datとして異常の情報を信号生成部8に出力する。
The angle comparison unit 41 calculates the angle difference Δθ between the first rotation angle from the
信号生成部8において、第1信号生成部8Aが、第1検出器200Aの角度算出部7が出力する絶対角度の情報を、図10に示すシリアル信号SA、SBにする。信号生成部8は、自己診断情報Datの情報を図10に示すシリアル信号SCに含むように変換する。信号生成部8は、第1出力ポートP1Aを介して上位制御装置500に出力する。
In the
図19は、実施形態2に係るモータ制御システムにおける異常処理を説明するためのフローチャートである。図19に示すように、自己診断部504において、シリアル信号の自己診断情報に異常のステータス情報がない場合、自己診断部504は、シリアル信号の監視を継続する(ステップST21、No)。実施形態2において、シリアル信号の自己診断情報に異常のステータス情報がない場合とは、正常の情報がある場合である。
FIG. 19 is a flowchart for explaining abnormality processing in the motor control system according to the second embodiment. As shown in FIG. 19, in the self-
図19に示すように、自己診断部504において、シリアル信号の自己診断情報に異常のステータス情報がある場合、自己診断部504は、処理をステップST22に進める(ステップST21、Yes)。
As shown in FIG. 19, in the self-
モータ制御システム1000は、異常処理を実行する(ステップST22)。異常処理の内容は、実施形態1と同様であるので、詳細な説明を省略する。
実施形態2のモータ制御システム1000は、シリアル信号の自己診断情報における異常のステータス情報の有無で、異常処理を実行できる。これにより、上位制御装置500の演算負荷が小さくなり、第1検出器200A又は第2検出器200Bの異常時に、異常処理の開始遅延の時間を短くすることができる。
The
(実施形態3)
図20は、実施形態3に係るモータ制御システムを説明するための説明図である。上述した実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。図20に示すように、実施形態3に係るモータ制御システム1000は、モータMと、回転体100と、第1検出器200Aと、第2検出器200Bと、モータ駆動回路300と、信号処理部400と、上位制御装置500と、報知部600とを備える。実施形態3において、上位制御装置500には、実施形態1の角度比較部502がなく、第1信号の角度比較部42及び第2信号の角度比較部44が信号処理部400にある。
(Embodiment 3)
FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining the motor control system according to the third embodiment. The same reference numerals are given to the same components as in the above-described embodiment, and the description thereof is omitted. As shown in FIG. 20, the
実施形態3において、第1検出器200A及び第2検出器200Bの信号生成部8は、それぞれ、第1信号生成部8Aと、第2信号生成部8Bとを備える。
In Embodiment 3, the
図21は、実施形態3に係る実施形態3に係るモータ制御システムの各部波形例を示す図である。図21の(a)は、第1磁気トラック2Aの磁極パターンを示している。図21の(b)は、第2磁気トラック2Bの磁極パターンの一例を示している。図21の(c)は、磁気センサ素子3A1から第1位相検出部5Aに入力される第1sin信号sinθ1の波形を示している。図21の(d)は、磁気センサ素子3A2から第1位相検出部5Aに入力される第1cos信号cosθ1の波形を示している。図21の(e)は、磁気センサ素子3B1から第2位相検出部5Bに入力される第2sin信号sinθ2の波形を示している。図21の(f)は、磁気センサ素子3B2から第2位相検出部5Bに入力される第2cos信号cosθ2の波形を示している。図21の(g)は、第1位相検出部5Aから出力される検出位相信号の波形を示している。図21の(h)は、第2位相検出部5Bから出力される検出位相信号の波形を示している。図21の(i)は、位相差検出部6から出力される位相差信号の波形を示している。
FIG. 21 is a diagram showing examples of waveforms of respective parts of the motor control system according to the third embodiment. FIG. 21(a) shows the magnetic pole pattern of the first
図21の(j)は、第1sin信号sinθ1を、H(正)又はL(負)で2値化したA相(θ1)信号のパルス波形を示している。図21の(k)は、第1cos信号cosθ1を、H(正)又はL(負)で2値化したB相(θ1)信号のパルス波形を示している。図21の(l)は、Z相(θ1)信号のパルス波形を示している。Z相(θ1)信号は、位相差信号が示す位相差がゼロとなるタイミングでH(正)となり、B相(θ1)信号が立ち下がるタイミングでL(負)となる。 (j) of FIG. 21 shows the pulse waveform of the A-phase (θ1) signal obtained by binarizing the first sin signal sin θ1 with H (positive) or L (negative). (k) of FIG. 21 shows the pulse waveform of the B-phase (θ1) signal obtained by binarizing the first cos signal cos θ1 with H (positive) or L (negative). (l) of FIG. 21 shows the pulse waveform of the Z-phase (θ1) signal. The Z-phase (θ1) signal becomes H (positive) when the phase difference indicated by the phase difference signal becomes zero, and becomes L (negative) when the B-phase (θ1) signal falls.
図21の(m)は、A相(θ1)信号、B相(θ1)信号及びZ相(θ1)信号に対応するシリアル信号SAを示している。シリアル信号SAは、A相(θ1)信号、B相(θ1)信号及びZ相(θ1)信号のH、Lの組み合わせや、位相差信号が示す位相差の大きさに対応して、12通りのシリアル信号SA0からSA11を有する。A相(θ1)信号、B相(θ1)信号及びZ相(θ1)信号は第2信号生成部8Bで生成される。シリアル信号SA0からSA11は第1信号生成部8Aで生成される。シリアル信号SA0からSA11は、それぞれ4ビットのシリアルデータで構成される。
(m) of FIG. 21 shows the serial signal SA corresponding to the A-phase (θ1) signal, the B-phase (θ1) signal, and the Z-phase (θ1) signal. There are 12 serial signals SA corresponding to combinations of H and L of the A-phase (θ1) signal, B-phase (θ1) signal and Z-phase (θ1) signal and the magnitude of the phase difference indicated by the phase difference signal. of serial signals SA0 to SA11. The A phase (.theta.1) signal, the B phase (.theta.1) signal and the Z phase (.theta.1) signal are generated by the
図21において、第1磁気トラック2Aの3つの磁極対2A1からなるa点からb点の区間に対し、第2磁気トラック2Bの2つの磁極対2B1が対応している。すなわち、a点とb点とで、第1磁気センサ3Aの検出信号の位相と第2磁気センサ3Bの検出信号の位相とが一致する。この場合、a点を基準としたb点までの任意位置における絶対角度を検出することができる。このように、第1磁気センサ3Aの検出信号の位相と第2磁気センサ3Bの検出信号の位相とが一致する2点間の絶対角度を検出することができる。
In FIG. 21, two magnetic pole pairs 2B1 of the second
第1位相検出部5A(図20参照)は、図21の(c)(d)に例示した入力信号に基づき、図21の(g)に例示した検出位相信号を出力する。具体的には、第1位相検出部5Aは、第1sin信号sinθ1及び第1cos信号cosθ1から磁極対2A1内の位相(θ1=arctan(sinθ1/cosθ1))を算出する。これにより、温度ドリフトの影響が小さくなり、検出精度が向上する。第2位相検出部5Bは、図21の(e)(f)に例示した入力信号に基づき、図21の(h)に例示した検出位相信号を出力する。具体的には、第2位相検出部5Bは、第2sin信号sinθ2及び第2cos信号cosθ2から磁極対2B1内の位相(θ2=arctan(sinθ2/cosθ2))を算出する。これにより、温度ドリフトの影響が小さくなり、検出精度が向上する。
The
位相差検出部6(図20参照)は、第1位相検出部5A及び第2位相検出部5Bから出力された各検出位相信号に基づき、図21の(i)に例示した位相差信号を出力する。
The phase difference detector 6 (see FIG. 20) outputs phase difference signals illustrated in (i) of FIG. 21 based on the detected phase signals output from the
角度算出部7は、位相差検出部6で求められた位相差を、予め設定された計算パラメータに従い絶対角度へ換算する処理を行う。角度算出部7で用いられる計算パラメータは、記憶部10に記憶されている。
The
上述したように、図20に示すように、信号生成部8は、第1信号生成部8Aと、第2信号生成部8Bとを有する。第2信号生成部8Bは、角度算出部7で算出された絶対角度に関する情報(以下、「絶対角度情報」とも言う)として、例えば、互いに90度位相の異なるA相信号及びB相信号と、原点位置を示すZ相信号とで構成されるABZ信号を生成する。そして、第2信号生成部8Bは、生成したABZ信号をそれぞれ出力する。
As described above, as shown in FIG. 20, the
第1信号生成部8Aは、図9の(m)に示したシリアル信号SA0からSA11を、第1出力ポートP1A、P1Bを介して信号処理部400の第3信号生成部45及び第1信号の角度比較部42に出力する。本実施形態では、シリアル信号が第1信号である。
The first
第2信号生成部8Bは、図21に示したA相(θ1)信号、B相(θ1)信号及びZ相(θ1)信号を含むABZ信号を、第2出力ポートP2A、P2Bを介して信号処理部400のカウンタ43に出力する。本実施形態では、ABZ信号が第2信号である。
The
図22は、実施形態3に係るモータ制御システムの各部波形に基づいて生成されるABZ信号及びシリアル信号の例を示す図である。図22に示すように、シリアル信号SA0からSA11は、例えば、4bitのシリアルデータで構成される。図22のシリアルデータは、A相(θ1)及びB相(θ1)の立ち上がり、立ち下がりのタイミング毎にインクリメントされる。シリアルデータは、第1磁気センサ3A及び第2磁気センサ3Bが、原点であるA点(図4、図5参照)を検出してからの回転体100(図4、図5参照)の回転角度に対応している。図22に示すように、シリアルデータは、第1磁気センサ3A及び第2磁気センサ3Bが原点を検出するたびにゼロにリセットされる。図22のABZ信号は、A相(θ1)のH、Lのレベルと、B相(θ1)のH、Lのレベルと、Z相(θ1)のH、Lのレベルとの組み合わせで構成される。カウント値(m)は、A相(θ1)のH、Lのレベル、又は、B相(θ1)のH、Lのレベルが切り替わるタイミングをカウントした値である。カウント値(m)は、例えばカウンタ43が生成する。
22A and 22B are diagrams showing examples of ABZ signals and serial signals generated based on the waveforms of the respective parts of the motor control system according to the third embodiment. As shown in FIG. 22, the serial signals SA0 to SA11 are composed of 4-bit serial data, for example. The serial data in FIG. 22 is incremented at each rise and fall timing of the A phase (θ1) and B phase (θ1). The serial data is the rotation angle of the rotating body 100 (see FIGS. 4 and 5) after the first
図23は、実施形態3に係るモータ制御システムの各部波形例を示す図である。図23の(a)から(j)は、図21の(a)から(j)と同じ波形を示している。図23の(j)は、第1sin信号sinθ2を、H(正)又はL(負)で2値化したA相(θ2)信号のパルス波形を示している。図23の(k)は、第1cos信号cosθ2を、H(正)又はL(負)で2値化したB相(θ2)信号のパルス波形を示している。図23の(l)は、Z相(θ2)信号のパルス波形を示している。Z相(θ2)信号は、位相差信号が示す位相差がゼロとなるタイミングでH(正)となり、B相(θ2)信号が立ち下がるタイミングでL(負)となる。 23A and 23B are diagrams showing waveform examples of each part of the motor control system according to the third embodiment. (a) to (j) of FIG. 23 show the same waveforms as (a) to (j) of FIG. (j) of FIG. 23 shows the pulse waveform of the A-phase (θ2) signal obtained by binarizing the first sin signal sin θ2 with H (positive) or L (negative). (k) of FIG. 23 shows the pulse waveform of the B-phase (θ2) signal obtained by binarizing the first cos signal cos θ2 with H (positive) or L (negative). (l) of FIG. 23 shows the pulse waveform of the Z-phase (θ2) signal. The Z-phase (θ2) signal becomes H (positive) at the timing when the phase difference indicated by the phase difference signal becomes zero, and becomes L (negative) at the timing when the B-phase (θ2) signal falls.
図23の(m)は、A相(θ2)信号、B相(θ2)信号及びZ相(θ2)信号に対応するシリアル信号SBを示している。シリアル信号SBは、A相(θ2)信号、B相(θ2)信号及びZ相(θ2)信号のH、Lの組み合わせや、位相差信号が示す位相差の大きさに対応して、8通りのシリアル信号SB0からSB7を有する。A相(θ2)信号、B相(θ2)信号及びZ相(θ2)信号は第2信号生成部8Bで生成される。シリアル信号SB0からSB7は第1信号生成部8Aで生成される。シリアル信号SB0からSB7は、それぞれ4ビットのシリアルデータで構成される。
(m) of FIG. 23 shows the serial signal SB corresponding to the A phase (.theta.2) signal, the B phase (.theta.2) signal and the Z phase (.theta.2) signal. The serial signal SB has eight patterns corresponding to the combinations of H and L of the A-phase (θ2) signal, B-phase (θ2) signal and Z-phase (θ2) signal and the magnitude of the phase difference indicated by the phase difference signal. of serial signals SB0 to SB7. The A phase (.theta.2) signal, the B phase (.theta.2) signal and the Z phase (.theta.2) signal are generated by the
図24は、実施形態3に係るモータ制御システムの各部波形に基づいて生成されるABZ信号及びシリアル信号の例を示す図である。図24に示すように、シリアル信号SB0からSB7も、例えば、4bitのシリアルデータで構成される。図24のシリアルデータは、A相(θ2)及びB相(θ2)の立ち上がり、立ち下がりのタイミング毎にインクリメントされる。シリアルデータは、第1磁気センサ3A及び第2磁気センサ3Bが、原点であるA点(図4、図5参照)を検出してからの回転体100(図4、図5参照)の回転角度に対応している。図25に示すように、シリアルデータは、第1磁気センサ3A及び第2磁気センサ3Bが原点を検出するたびにゼロにリセットされる。図24のABZ信号は、A相(θ2)のH、Lのレベルと、B相(θ2)のH、Lのレベルと、Z相(θ2)のH、Lのレベルとの組み合わせで構成される。カウント値(m)は、A相(θ2)のH、Lのレベル、又は、B相(θ2)のH、Lのレベルが切り替わるタイミングをカウントした値である。カウント値(m)は、例えばカウンタ43が生成する。
24A and 24B are diagrams showing examples of ABZ signals and serial signals generated based on the waveforms of the respective parts of the motor control system according to the third embodiment. As shown in FIG. 24, the serial signals SB0 to SB7 are also composed of 4-bit serial data, for example. The serial data in FIG. 24 is incremented at each rise and fall timing of the A phase (θ2) and B phase (θ2). The serial data is the rotation angle of the rotating body 100 (see FIGS. 4 and 5) after the first
図10に示すように、第1信号生成部8Aは、シリアル信号SA、SBに、シリアル信号SC、SDを添付して送信する。シリアル信号SCには、モータ制御システム1000のステータスに関する情報が含まれている。例えば、シリアル信号SCには、原点であるA点(図4、図5参照)の情報が含まれている。また、シリアル信号SDには、ビットチェック用の情報が含まれている。
As shown in FIG. 10, the
第1信号の角度比較部42は、信号線を介して第1出力ポートP1A、P1Bに接続されている。このように、第1信号の角度比較部42には、第1出力ポートP1A、P1Bから出力されたシリアル信号が入力される。
The first
また、第1信号の角度比較部42は、同一期間に入力されたシリアル信号に基づく、第1検出器200Aの角度算出部7からの第1回転角度と、第2検出器200Bの角度算出部7からの第2回転角度との角度差Δθと、図17に示す、上限閾値Th1又は下限閾値Th2とを比較する。角度差Δθが、上限閾値Th1又は下限閾値Th2を超えない場合、自己診断情報Dat1として正常の情報を第3信号生成部45に出力する。角度差Δθが、上限閾値Th1又は下限閾値Th2を超える場合、自己診断情報Dat1として異常の情報を第3信号生成部45に出力する。
Further, the first signal
カウンタ43には、第2出力ポートP2A、P2Bから出力されたABZ信号が入力される。カウンタ43は、入力されたABZ信号のZ相(θ1)信号(つまり、原点)を検出してカウントする。また、カウンタ43は、入力されたABZ信号について、A相(θ1)信号のLからHへの立ち上がりと、A相(θ1)信号のHからLへの立ち下がりと、B相(θ1)信号のLからHへの立ち上がりと、B相(θ1)信号のHからLへの立ち下がりとを検出してカウントする。
The ABZ signal output from the second output ports P2A and P2B is input to the
例えば、Z相(θ1)信号についてのカウント値をnとする。A相(θ1)信号及びB相(θ1)信号についてのカウント値をmとする。カウンタ43は、原点を検出するたびに、カウント値mをゼロにリセットする。カウンタ43が原点を検出してから次の原点を検出するまでの間、カウント値mは回転体100の回転角度に応じて段階的にカウントされる。このため、カウント値m、nは、回転体100の絶対角度情報を含む。カウンタ43は、カウント値m、nを2進数の信号に変換して、第2信号の角度比較部44に出力する。
For example, let n be the count value for the Z-phase (θ1) signal. Let m be the count value for the A-phase (θ1) signal and the B-phase (θ1) signal. The
また、第2信号の角度比較部44には、カウンタ43からABZ信号のカウント値m、nが入力される。第2信号の角度比較部44は、同一期間に入力されたカウント値m同士を比較して、カウント値mとが予め定められた相対関係と一致するか否かを判断する。例えば、図4に示したような第1磁気トラック2Aの磁極対2A1の数と第2磁気トラック2Bの磁極対2B1の数との関係にある場合、カウンタ43が生成したカウント値mとが一致する場合、自己診断情報Dat2として正常の情報を第3信号生成部45に出力する。また、図4に示したような第1磁気トラック2Aの磁極対2A1の数と第2磁気トラック2Bの磁極対2B1の数との関係にある場合、カウンタ43が生成したカウント値mとが一致しない場合、自己診断情報Dat2として異常の情報を第3信号生成部45に出力する。
Further, the count values m and n of the ABZ signal are input from the
第3信号生成部45は、自己診断情報Dat1、Dat2の情報をシリアル信号に含むように変換する。第3信号生成部45は、第3出力ポートP3を介して上位制御装置500に出力する。
The
図19に示すように、自己診断部504において、シリアル信号の自己診断情報Dat1に異常のステータス情報がない場合、自己診断部504は、シリアル信号の監視を継続する(ステップST21、No)。実施形態3において、シリアル信号の自己診断情報に異常のステータス情報がない場合とは、正常の情報がある場合である。
As shown in FIG. 19, in the self-
図19に示すように、自己診断部504において、シリアル信号の自己診断情報Dat1に異常のステータス情報がある場合、自己診断部504は、処理をステップST22に進める(ステップST21、Yes)。
As shown in FIG. 19, in the self-
モータ制御システム1000は、異常処理を実行する(ステップST22)。異常処理の内容は、実施形態1と同様としてもよい。
実施形態3の自己診断部504は、自己診断情報Dat1及び自己診断情報Dat2を同時に受け取ることができる。自己診断情報Dat1が異常のステータス情報であるが、自己診断情報Dat2が正常のステータス情報である場合、第1検出器200A及び第2検出器200Bの第1信号生成部8A、第1信号の角度比較部42、及びこれらを接続する信号線の異常である信号処理異常と推定される。自己診断部504は、異常処理として、信号処理異常の情報を報知部600に出力し、報知部600が、表示パネルへの表示、光、音、振動の少なくとも1つにより、信号処理異常を報知する。
The self-
自己診断情報Dat1及び自己診断情報Dat2が両方とも異常のステータス情報である場合、第1検出器200A又は第2検出器200B自体の故障と推定される。自己診断部504は、異常処理として、第1検出器200A又は第2検出器200B自体の故障の情報を報知部600に出力し、報知部600が、表示パネルへの表示、光、音、振動の少なくとも1つにより、信号処理異常を報知する。
If both the self-diagnostic information Dat1 and the self-diagnostic information Dat2 are abnormal status information, it is estimated that the
実施形態3のモータ制御システム1000は、シリアル信号の自己診断情報Dat1、Dat2における異常のステータス情報の有無で、異常処理を実行できる。これにより、上位制御装置500の演算負荷が小さくなり、第1検出器200A又は第2検出器200Bの異常時に、異常処理の開始遅延の時間を短くすることができる。
The
(変形例)
図25は、実施形態3の変形例において、磁気トラックに対する第1検出器及び第2検出器の配置例を示す図である。図26は、実施形態3の変形例に係るモータ制御システムを説明するための説明図である。上述した実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。
(Modification)
FIG. 25 is a diagram showing an arrangement example of the first detector and the second detector with respect to the magnetic track in the modified example of the third embodiment. FIG. 26 is an explanatory diagram for explaining a motor control system according to a modification of the third embodiment; The same reference numerals are given to the same components as in the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.
図25に示すように、回転軸Xの周りに、2つの第1検出器200Aと、2つの第2検出器200Bとが第1磁気トラック2A及び第2磁気トラック2Bが設けられた回転体100とギャップを介してアキシャル方向に対向して設けられている。回転軸Xの周りに、第1検出器200Aと、第2検出器200Bとが機械角で180°の関係で配置されている。第1検出器200Aと、第2検出器200Bとが機械角で、回転軸Xの周りに、等分配置されていれば、回転軸Xの周りに配置される角度に限定されない。
As shown in FIG. 25, rotating
図26に示すように、モータ制御システム1000は、第1検出器200A及び第2検出器200Bの一方の組と、第1検出器200A及び第2検出器200Bの他方の組とが、信号処理部400に接続されている。第1検出器200A及び第2検出器200Bの構成は、実施形態3と同様であるので、図示を省略する。
As shown in FIG. 26, in the
回転体100の偏心による誤差成分は、回転軸Xの周りに、第1検出器200Aと、第2検出器200Bとが機械角で180°の関係で配置されていることで、相殺される成分が多い。そこで、上位制御装置500において、回転算出部501は、第1検出器200Aからの第1回転角度と、第2検出器200Bからの第2回転角度との平均値を基準として、回転角度を算出し、この回転角度に基づいて、モータ指令値算出部503がモータ指令値を算出する。これにより、モータMの制御精度を高めることができる。
The error component due to the eccentricity of the
モータ制御システム1000において、自己診断部504は、第1検出器200A及び第2検出器200Bの一方の組のシリアル信号の自己診断情報に異常のステータス情報があった場合、第1検出器200A及び第2検出器200Bの他方の組のシリアル信号の自己診断情報に異常のステータス情報がない場合、異常処理を実行しない。このため、モータ制御システム1000は、機能継続性が高まり、モータMの駆動中止の頻度を下げることができる。
In the
1 ケーブル巻取システム
2 磁気トラック
2A 第1磁気トラック
2A1 磁極対
2B 第2磁気トラック
2B1 磁極対
3A 第1磁気センサ
3B 第2磁気センサ
5A 第1位相検出部
5B 第2位相検出部
6 位相差検出部
7 角度算出部
8 信号生成部
8A 第1信号生成部
8B 第2信号生成部
10 記憶部
41 角度比較部
42 第1信号の角度比較部
43 カウンタ
44 第2信号の角度比較部
45 第3信号生成部
91 ケーブル
92 操作部
93、94 滑車
100 回転体
200 回転検出装置
200A 第1検出器
200B 第2検出器
300 モータ駆動回路
400 信号処理部
500 上位制御装置
501 回転算出部
502 角度比較部
503 モータ指令値算出部
504 自己診断部
505 記憶部
600 報知部
1000 モータ制御システム
M モータ
1
Claims (10)
モータと、
前記モータに取り付けられ、前記ケーブルを巻取り可能な回転体と、
前記回転体の回転速度を検出する回転検出装置と、前記モータを駆動するモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路を制御する制御装置と、を有するモータ制御システムと、を備え、
前記ケーブルが繰り出される場合において、前記制御装置は、前記回転体のトルクが基準トルクとなるように、前記モータ駆動回路を制御し、
前記回転体の絶対回転角度が最大で許容できる引き出し距離に相当する絶対角度になるまで前記回転体が回転すると、前記制御装置は、前記ケーブルを前記回転体に巻き取るように、前記モータ駆動回路を制御し、
前記ケーブルが巻き取られる場合において、前記制御装置は、前記回転体の回転速度が予め設定された最大回転速度を超えると、前記回転体の回転速度が前記最大回転速度となるように、前記モータ駆動回路を制御する、ケーブル巻取システム。 a cable;
a motor;
a rotating body attached to the motor and capable of winding the cable;
a motor control system including a rotation detection device that detects the rotation speed of the rotating body, a motor drive circuit that drives the motor, and a control device that controls the motor drive circuit,
When the cable is paid out, the control device controls the motor drive circuit so that the torque of the rotating body becomes a reference torque,
When the rotating body rotates until the absolute rotation angle of the rotating body reaches an absolute angle corresponding to the maximum allowable pull-out distance, the control device causes the motor drive circuit to wind the cable around the rotating body. to control the
When the cable is wound, the control device controls the motor so that the rotation speed of the rotor reaches the maximum rotation speed when the rotation speed of the rotor exceeds a preset maximum rotation speed. A cable winding system that controls the drive circuit.
前記制御装置は、前記第1検出器及び前記第2検出器の少なくとも1つが異常と判断した場合、異常処理を処理し、
前記第1検出器が検出する前記回転体の位置と、前記第2検出器が検出する前記回転体の位置とが異なる、請求項1に記載のケーブル巻取システム。 The rotation detection device includes a first sensor unit that outputs a sine wave signal and a cosine wave signal in accordance with at least the rotation of the rotating body; A first detector and a second detector each comprising an angle calculator for calculating the absolute angle of
When the controller determines that at least one of the first detector and the second detector is abnormal, the controller performs abnormality processing,
The cable winding system according to claim 1, wherein the position of the rotating body detected by the first detector is different from the position of the rotating body detected by the second detector.
前記角度比較部は、前記第1回転角度と、前記第2回転角度との角度差が、上限閾値又は下限閾値を超える場合、自己診断情報として異常のステータス情報を生成し、
前記信号処理部は、前記第1信号と、前記自己診断情報とを前記制御装置へ出力し、
前記制御装置は、前記自己診断情報に異常のステータス情報がある場合、前記異常処理を処理する、請求項3に記載のケーブル巻取システム。 further comprising a signal processing unit comprising the angle comparison unit and a first signal generation unit that converts information on the first rotation angle into a first signal;
The angle comparison unit generates abnormality status information as self-diagnosis information when an angle difference between the first rotation angle and the second rotation angle exceeds an upper threshold value or a lower threshold value,
The signal processing unit outputs the first signal and the self-diagnostic information to the control device,
4. The cable winding system according to claim 3, wherein said control device processes said abnormality processing when said self-diagnostic information includes abnormality status information.
前記第1検出器は、
前記回転体の回転に応じて正弦波の信号及び余弦波の信号を出力する第1センサ部と、
前記第1センサ部の信号に基づいて前記回転体の絶対角度である第1回転角度を算出する第1角度算出部と、
前記第1回転角度の情報に基づいたシリアル信号の第1信号に変換する前記第1検出器の第1信号生成部と、
前記第1回転角度の情報に基づいたABZ信号の第2信号に変換する前記第1検出器の第2信号生成部と、を含み、
前記第2検出器は、
前記第1センサ部とは、前記回転体への取り付け位置が異なり、かつ前記回転体の回転に応じて正弦波の信号及び余弦波の信号を出力する第2センサ部と、
前記第2センサ部の信号に基づいて前記回転体の絶対角度である第2回転角度を算出する第2角度算出部と、
前記第2回転角度の情報に基づいたシリアル信号の第1信号に変換する前記第2検出器の第1信号生成部と、
前記第2回転角度の情報に基づいたABZ信号の第2信号に変換する前記第2検出器の第2信号生成部と、を含み、
前記信号処理部は、
前記第1検出器の第1信号生成部で変換された第1信号と、前記第2検出器の第1信号生成部で変換された第1信号とを比較して、前記第1回転角度と、前記第2回転角度との角度差が、上限閾値又は下限閾値を超える場合、第1自己診断情報として異常のステータス情報を生成する第1角度比較部と、
前記第1検出器の第2信号生成部で変換された第2信号と、前記第2検出器の第2信号生成部で変換された第2信号とを比較して、前記第1検出器の第2信号と、前記第2検出器の第2信号とが予め定められた相対関係と一致しない場合、第2自己診断情報として、異常のステータス情報を生成する第2角度比較部と、
前記第1検出器の第1信号、前記第1自己診断情報及び前記第2自己診断情報を含むシリアル信号の第3信号を出力する第3信号生成部と、を含み、
前記制御装置は、前記第3信号生成部から出力された、前記第1自己診断情報又は前記第2自己診断情報に異常のステータス情報がある場合、予め定められた異常処理を処理する、請求項1に記載のケーブル巻取システム。 Further comprising a first detector, a second detector, and a signal processing unit,
The first detector is
a first sensor unit that outputs a sine wave signal and a cosine wave signal according to the rotation of the rotating body;
a first angle calculator that calculates a first rotation angle, which is an absolute angle of the rotating body, based on a signal from the first sensor;
a first signal generator of the first detector that converts a serial signal based on the information of the first rotation angle into a first signal;
a second signal generator of the first detector that converts the ABZ signal into a second signal based on the information of the first rotation angle;
The second detector is
a second sensor unit, which is different from the first sensor unit in a mounting position to the rotating body and outputs a sine wave signal and a cosine wave signal according to the rotation of the rotating body;
a second angle calculator that calculates a second rotation angle, which is the absolute angle of the rotating body, based on the signal from the second sensor;
a first signal generator of the second detector that converts a first signal of a serial signal based on the information of the second rotation angle;
a second signal generator of the second detector that converts the ABZ signal into a second signal based on the information of the second rotation angle;
The signal processing unit is
The first signal converted by the first signal generator of the first detector and the first signal converted by the first signal generator of the second detector are compared to determine the first rotation angle. a first angle comparison unit for generating abnormality status information as first self-diagnostic information when an angle difference from the second rotation angle exceeds an upper threshold value or a lower threshold value;
By comparing the second signal converted by the second signal generator of the first detector and the second signal converted by the second signal generator of the second detector, a second angle comparison unit that generates abnormality status information as second self-diagnostic information when the second signal and the second signal of the second detector do not match a predetermined relative relationship;
a third signal generator that outputs a third signal of a serial signal containing the first signal of the first detector, the first self-diagnostic information, and the second self-diagnostic information;
3. The control device, when the first self-diagnostic information or the second self-diagnostic information output from the third signal generation unit includes abnormality status information, processes a predetermined abnormality process. 2. The cable winding system according to 1.
前記回転体は、N極とS極とからなる磁極対が等間隔に同心のリング状に並び、互いに磁極対数が異なる第1磁気トラック及び第2磁気トラックを有し、
前記第1磁気センサは、前記第1磁気トラックの磁界に応じた正弦波の信号及び余弦波の信号を出力し、
前記第2磁気センサは、前記第2磁気トラックの磁界を検知して正弦波の信号及び余弦波の信号を出力し、
前記第1検出器及び前記第2検出器のそれぞれは、
前記第1磁気センサの信号に基づいて第1位相を算出する第1位相検出部と、
前記第2磁気センサの信号に基づいて第2位相を算出する第2位相検出部と、
前記第1位相及び前記第2位相に基づいて、位相差を算出する位相差検出部と、を備え、
前記第1検出器の第1角度算出部は、前記第1検出器の位相差検出部で算出された位相差に基づいて前記回転体の前記第1回転角度を算出し、
前記第2検出器の第2角度算出部は、前記第2検出器の位相差検出部で算出された位相差に基づいて前記回転体の前記第2回転角度を算出する、請求項6に記載のケーブル巻取システム。 The first sensor unit and the second sensor unit respectively include a first magnetic sensor and a second magnetic sensor,
The rotating body has a first magnetic track and a second magnetic track in which magnetic pole pairs each composed of an N pole and an S pole are arranged in a concentric ring shape at equal intervals, and the number of magnetic pole pairs is different from each other;
The first magnetic sensor outputs a sine wave signal and a cosine wave signal corresponding to the magnetic field of the first magnetic track,
the second magnetic sensor detects the magnetic field of the second magnetic track and outputs a sine wave signal and a cosine wave signal;
Each of the first detector and the second detector,
a first phase detector that calculates a first phase based on the signal from the first magnetic sensor;
a second phase detector that calculates a second phase based on the signal of the second magnetic sensor;
A phase difference detection unit that calculates a phase difference based on the first phase and the second phase,
The first angle calculator of the first detector calculates the first rotation angle of the rotating body based on the phase difference calculated by the phase difference detector of the first detector,
7. The second angle calculator of the second detector according to claim 6, wherein the second angle calculator of the second detector calculates the second rotation angle of the rotating body based on the phase difference calculated by the phase difference detector of the second detector. cable winding system.
前記異常処理において、前記制御装置は、前記報知部を動作させる、請求項2から9のいずれか1項に記載のケーブル巻取システム。 A notification unit that notifies by at least one of display on the display panel, light, sound, and vibration,
10. The cable winding system according to any one of claims 2 to 9, wherein in said abnormality processing, said control device operates said notification unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018079317A JP7106960B2 (en) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | cable winding system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018079317A JP7106960B2 (en) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | cable winding system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019181073A JP2019181073A (en) | 2019-10-24 |
JP7106960B2 true JP7106960B2 (en) | 2022-07-27 |
Family
ID=68338527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018079317A Active JP7106960B2 (en) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | cable winding system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7106960B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117269657B (en) * | 2023-11-22 | 2024-02-09 | 戴天智能科技(上海)股份有限公司 | Wrapping robot, and method and storage medium for detecting abnormality of adhesive tape used for wrapping robot |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006187590A (en) | 2004-12-06 | 2006-07-20 | Furukawa Co Ltd | Training machine |
JP2008232648A (en) | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Okuma Corp | Abnormality detecting device of rotary type absolute encoder |
US20100151994A1 (en) | 2007-11-05 | 2010-06-17 | Sin Lin Technology Co., Ltd | Vibration training device |
JP2011027719A (en) | 2009-06-30 | 2011-02-10 | Ntn Corp | Rotation angle detecting device for automobile driving motor, and bearing equipped with the rotation angle detecting device |
JP2015163108A (en) | 2014-02-28 | 2015-09-10 | 株式会社フォーカルワークス | Training device and control unit |
WO2017090265A1 (en) | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 三菱電機株式会社 | Angle detection device and electric power steering device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3221161B2 (en) * | 1993-06-22 | 2001-10-22 | 富士ゼロックス株式会社 | Failure detection device for rotating member drive device |
-
2018
- 2018-04-17 JP JP2018079317A patent/JP7106960B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006187590A (en) | 2004-12-06 | 2006-07-20 | Furukawa Co Ltd | Training machine |
JP2008232648A (en) | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Okuma Corp | Abnormality detecting device of rotary type absolute encoder |
US20100151994A1 (en) | 2007-11-05 | 2010-06-17 | Sin Lin Technology Co., Ltd | Vibration training device |
JP2011027719A (en) | 2009-06-30 | 2011-02-10 | Ntn Corp | Rotation angle detecting device for automobile driving motor, and bearing equipped with the rotation angle detecting device |
JP2015163108A (en) | 2014-02-28 | 2015-09-10 | 株式会社フォーカルワークス | Training device and control unit |
WO2017090265A1 (en) | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 三菱電機株式会社 | Angle detection device and electric power steering device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019181073A (en) | 2019-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6382157B2 (en) | Rotation sensor | |
EP2921448B1 (en) | Method for operating winch, and winch | |
JP5583317B2 (en) | Rotation detection device and bearing with rotation detection device | |
JP5221494B2 (en) | Rotation detection device and bearing with rotation detection device | |
US8587296B2 (en) | Rotation angle detecting device | |
JP6984454B2 (en) | Motor control system | |
US8692542B2 (en) | Variable reluctance resolver and angle detecting system therewith | |
TW201842299A (en) | Rotation angle detection device and rotation angle detection method | |
JP3630410B2 (en) | Position detection apparatus and abnormality detection apparatus | |
US8710831B2 (en) | Rotation angle detecting device | |
JP7106960B2 (en) | cable winding system | |
JP4612577B2 (en) | Rotation angle detector | |
CN109556637B (en) | Rotation angle detecting device | |
JP6186824B2 (en) | Brushless motor control device, brushless motor electrical angle estimation method, and storage medium | |
CN104412085A (en) | Method for the functional testing of a holding brake of an electric motor | |
JP5564711B2 (en) | Impact fastening tool with angle detection | |
JP6006069B2 (en) | Encoder and encoder error detection method | |
JP4037392B2 (en) | Anomaly detection device | |
JP7006110B2 (en) | Motor controller and motor system | |
JP5343680B2 (en) | Encoder | |
WO2012035720A1 (en) | Motor drive device | |
KR101531340B1 (en) | Servo motor control system | |
JP2010276417A (en) | Disconnection detecting device and disconnection detecting method | |
US8736298B2 (en) | Method for detecting a step loss condition | |
JP5454390B2 (en) | Rotation angle detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220315 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220411 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220614 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220627 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7106960 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |