説明

リニアシステムの磁極位置補正方法およびこの補正方法を用いたリニアシステム

【課題】 磁極位置を検出できるセンサを付けていないリニアモータを用いたリニアシステムにおいて、磁極位置の誤差を高精度に補正できるようにする。
【解決手段】 本発明の磁極位置補正方法は、初期磁極検出動作によって検出した位相信号を取得した後、可動子1bを外力によって一定速度で移動させ、可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から、リニアモータ1の電気角がゼロになる位置を検出し、この位置をリニアモータの磁極位置として絶対値エンコーダ2の位置データを補正し、信号処理部2cに設けたEEPROMに記憶させるものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リニアモータを使ったシステムにおいて磁極位置のバラツキを補正する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、永久磁石を有したリニアシステムを駆動するためには、永久磁石が作る磁束の向きである磁極位置を把握する必要があり、そのためのエンコーダが取り付けられており、磁極位置を検出している。しかしながら、加工あるいは組み立て時に発生する誤差のために前記エンコーダが指示する磁極位置と真の磁極位置には多少の差が生じる。この差を検出して、前記エンコーダの指示する磁極位置を補正して真の磁極位置を求める方法あるいは装置が各種提案されている。例えば、起動時における磁極位置を検出する誤差の補正方法として、永久磁石電動機を外部から駆動して、所定速度で回転させたときに生じる誘起電圧の位相とエンコーダで検出される磁極位置の位相を比較して、前記エンコーダが指示する磁極位置と真の磁極位置の求める方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平11−168895号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところが、従来技術では、磁極検出動作によって同じ構成のリニアスライダでも電気角で最大10度程度の磁極検出の検出誤差により性能差が現れるという問題があった。また、性能差を起こさないためには、磁極位置情報を検出するセンサを装着する必要があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、磁極情報を検出するセンサを取り付けることなしに、磁極位置の誤差を高精度に補正する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記課題を解決するため、本発明では、次のようにしたものである。
請求項1に記載の発明は、磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記絶対値エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備え、前記リニアモータの初期磁極検出動作により磁極位置を検出しこれを補正するリニアシステムの磁極位置補正方法において、前記初期磁極検出動作によって検出した位相信号を取得した後、前記可動子を外力によって一定速度で移動させ、前記可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、前記信号処理部に設けたEEPROMに記憶させるようにしたものである。
請求項2に記載の発明は、磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記絶対値エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備えたリニアシステムの磁極位置補正方法において、前記可動子を外力によって一定速度で移動させ、前記可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、前記信号処理部に設けたEEPROMに記憶させるようにしたものである。
請求項3に記載の発明は、磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記前記リニアモータの固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記絶対値エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備え、前記リニアモータの初期磁極検出動作により磁極位置を検出し補正するリニアシステムにおいて、前記信号処理部は、前記磁極検出動作によって検出した位相信号を取得した後、前記可動子を外力によって一定速度で移動させ、前記可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、この補正値を記憶させるEEPROMが設けられているものである。
請求項4に記載の発明は、磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記前記リニアモータの固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記絶対値エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備えたリニアシステムにおいて、前記信号処理部は、前記可動子を外力によって一定速度で移動させ、前記可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、この補正値を記憶させるEEPROMが設けられているものである。
請求項5に記載の発明は、磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータを少なくとも2軸設け、前記複数の可動子をテーブルに並列に連結したガントリ構成のリニアスライダと、前記リニアモータの固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備えたリニアシステムの磁極位置補正方法において、前記テーブルを外力によって一定速度で移動させ、前記各可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、前記信号処理部に設けたEEPROMに記憶させるようにしたものである。
請求項6に記載の発明は、前記リニアモータの可動子を外力によって一定速度で移動させる駆動源を、前記リニアスライダ内の補正対象以外のリニアモータとしたものである。
請求項7に記載の発明は、磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記リニアモータを少なくとも2軸設け前記可動子をテーブルに連結したガントリ構成のリニアスライダと、前記リニアモータの固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備えたリニアシステムにおいて、前記信号処理部は、前記テーブルを外力によって一定速度で移動させ、前記各可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、この絶対位置が記憶されるEEPROMを設けられているものである。
請求項8に記載の発明は、前記可動子を外力によって一定速度で移動させる駆動源を、前記リニアスライダ内の補正対象以外のいずれかのリニアモータとするものである。
【発明の効果】
【0005】
本発明によれば、同構成のリニアシステムにおいて、磁極検出での検出精度のバラツキをなくすことができ、リニアシステムを組み込んだマシン間の性能差を抑えることが出来る。また、ガントリ構造などの磁極検出誤差が出やすく、モータの性能差があることを好まれないリニアシステムで効果が大きい上に、2つ以上のモータが直結しているために、外力での駆動も行ないやすく、磁極検出のシーケンス内に本発明の機能も組み込めば自動的に、位相誤差を補正することが出来るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
【実施例1】
【0007】
図1は、本発明の実施例1を示すリニアシステムの構成図である。図において、1はリニアモータ、2は絶対値エンコーダ、3はリニアモータ1を制御する制御部である。リニアモータ1は、固定子1a、可動子1b、永久磁石1a‘からなり、絶対値エンコーダ2は、絶対値リニアスケール2a、2bはリニアスケール1の位置を検出する検出ヘッド、2cはエンコーダの信号処理部である。
つぎに、本実施例の動作について説明する。
(1)先ず、リニアモータ1に動作指令を与えて可動子1bを動作させ、この磁極検出動作により位相情報を検出する。
(2)動作指令を解除し、リニアモータ1の可動子1bを外力により一定速度で移動させる。この動作によって発生するモータの誘起電圧波形又はモータ電流波形を検出する。なお、一定速度は、他のリニアモータに連結することで得ることができる。
(3)図2に示すように、U相の誘起電圧波形4(又はU相のモータ電流波形)の立ち上がり位置を検出し、この位置を絶対位置として絶対値エンコーダ2の信号処理部2cのEEPROMの位相情報へ記録する。そうすると、リニアモータ1の実際の磁極位置と絶対値エンコーダ2との位置のずれが補正できる。
【実施例2】
【0008】
本実施例は、実施例1と同じ構成のリニアモータを用いたもので、磁極検出動作を行わずに、リニアモータ1の可動子1bを外力により一定速度で移動させるものである。
このため、予め磁極検出動作により位相情報を取り込み、信号処理部2cに設けたEEPROMの位相情報へ記録しておく。
つぎに、リニアモータ1の可動子1bを外力により一定速度で移動させ、実施例1と同様にモータの誘起電圧波形又はモータ電流波形を検出し、U相の誘起電圧波形又はU相のモータ電流波形の立ち上がり位置を、信号処理部2cのEEPROMの位相情報へ記録する。つぎに、位相情報を取り出し、絶対値エンコーダ2との絶対位置とのずれを補正し、この補正値を信号処理部2cのEEPROMの補正値情報へ記録する。
したがって、本実施例によれば、モータ起動時に磁極検出動作をする工程を省略することができる。
【実施例3】
【0009】
図3は、本発明の実施例3を示すリニアシステムの構成図である。本実施例は、リニアモータを3軸備え,可動子を並列に連結したガントリ構成のリニアスライダである。
図において、6はテーブル、7、8、9はリニアモータ、である。リニアモータ7、8、9は、固定子7a、8a、9aおよび可動子7b、8b、9bからなる。可動子7b、8b、9bは、テーブル6によって並列に固定されている。実施例2と同様に、各軸とも予め磁極検出動作により位相情報を取り込み、信号処理部2cに設けたEEPROMの位相情報へ記録しておく。つぎに、リニアモータ7を一定速度で移動させテーブル6に固定した可動子8b、9bの2軸の磁極位置を実施例1,2と同様に補正する。その後、リニアモータ8または9を一定速度で移動させ,リニアモータ7の補正をする。
【産業上の利用可能性】
【0010】
モータを外力により駆動させ、生の誘起電圧波形又はモータ電流波形をモニタし磁極情報を得ることができるため、磁極情報を検出するセンサ取り付け情報の設計・製作ミスがあった場合のチェック及び補正を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施例1を示す構成図
【図2】本発明の実施例1の誘起電圧波形を示す図
【図3】本発明の実施例3を示す斜視図
【符号の説明】
【0012】
1、7、8、9 リニアモータ
1a 7a、8a、9a、固定子
1b、7b、8b、9b 可動子
2 絶対値エンコーダ
2a 絶対値リニアスケール
2b 検出ヘッド
2c 信号処理部
3 制御部
4 電圧波形
5 電気的ゼロ点
6 テーブル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記絶対値エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備え、前記リニアモータの初期磁極検出動作により磁極位置を検出しこれを補正するリニアシステムの磁極位置補正方法において、
前記初期磁極検出動作によって検出した位相信号を取得した後、前記可動子を外力によって一定速度で移動させ、前記可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、前記信号処理部に設けたEEPROMに記憶させることを特徴とするリニアシステムの磁極位置補正方法。
【請求項2】
磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記絶対値エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備えたリニアシステムの磁極位置補正方法において、
前記可動子を外力によって一定速度で移動させ、前記可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、前記信号処理部に設けたEEPROMに記憶させることを特徴とするリニアシステムの磁極位置補正方法。
【請求項3】
磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記前記リニアモータの固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記絶対値エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備え、前記リニアモータの初期磁極検出動作により磁極位置を検出し補正するリニアシステムにおいて、
前記信号処理部は、前記磁極検出動作によって検出した位相信号を取得した後、前記可動子を外力によって一定速度で移動させ、前記可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、この補正値を記憶させるEEPROMが設けられていることを特徴とするリニアシステム。
【請求項4】
磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記前記リニアモータの固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記絶対値エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備えたリニアシステムにおいて、
前記信号処理部は、前記可動子を外力によって一定速度で移動させ、前記可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、この補正値を記憶させるEEPROMが設けられていることを特徴とするリニアシステム。
【請求項5】
磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータを少なくとも2軸設け、前記複数の可動子をテーブルに並列に連結したガントリ構成のリニアスライダと、前記リニアモータの固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備えたリニアシステムの磁極位置補正方法において、
前記テーブルを外力によって一定速度で移動させ、前記各可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、前記信号処理部に設けたEEPROMに記憶させることを特徴とするリニアシステムの磁極位置補正方法。
【請求項6】
前記可動子を外力によって一定速度で移動させる駆動源を、前記リニアスライダ内の補正対象以外のいずれかのリニアモータとすることを特徴とする請求項5記載のリニアシステムの磁極位置補正方法。
【請求項7】
磁石を有する固定子と駆動コイルを有する可動子からなるリニアモータと、前記リニアモータを少なくとも2軸設け前記可動子をテーブルに連結したガントリ構成のリニアスライダと、前記リニアモータの固定子側に付設した絶対値リニアスケールと、前記可動子側に固定され前記リニアスケールの値を読みとって位置を検出する検出ヘッドと前記検出した信号を処理する信号処理部とを有する絶対値エンコーダと、前記エンコーダの信号を入力し前記リニアモータを駆動させるモータ制御部とを備えたリニアシステムにおいて、
前記信号処理部は、前記テーブルを外力によって一定速度で移動させ、前記各可動子のコイルに誘起した誘起電圧波形又はモータ電流波形から前記リニアモータの電気角がゼロになる位置を検出し、この位置を前記リニアモータの磁極位置として前記絶対値エンコーダの位置データを補正し、この絶対位置が記憶されるEEPROMを設けられていることを特徴とするリニアシステム。
【請求項8】
前記可動子を外力によって一定速度で移動させる駆動源を、前記リニアスライダ内の補正対象以外のいずれかのリニアモータとすることを特徴とする請求項7記載のリニアシステム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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