專利名稱：帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達。尤其是，本發(fā)明涉及對于伺服馬達在尺寸和布線(Wiring line)數(shù)量方面獲得減少的新的改進。這種改進可以這樣實現(xiàn)，以致于在電源切斷的同時讓制動器嚙合，此時從絕對編碼器(an absolute encoder)獲得的位置數(shù)據(jù)被儲存在一非易失性存儲器中，且當(dāng)該電源接通時從該非易失性存儲器中讀出多旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)(maltiple-rotation date)。
2.相關(guān)技術(shù)說明馬達編碼器(a motor encoder)的結(jié)構(gòu)可以常規(guī)使用的這種類型的帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達的例子(例如參見JP 62-278408A和US5.912.541)提出。
在JP 62-278408A和US 5.912.541中公開的這種馬達編碼器中，其馬達部分與編碼器做成一體，且其驅(qū)動電路部分作為驅(qū)動器以與其馬達主體分開的殼體形式構(gòu)成。
如上所述構(gòu)成的常規(guī)伺服馬達，具有以下問題。
與內(nèi)裝絕對編碼器有關(guān)，其所有的角度數(shù)據(jù)均通過線路輸出至外部；當(dāng)切斷電源時，必不可少的絕對多旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)借助后備電池通過線路輸出至外部，從而與該伺服馬達相連的布線數(shù)量相當(dāng)大。在為單個設(shè)備使用多通道編碼器的情況下，與每個編碼器相連的線路的數(shù)量非常大，以致于其布線需要大量勞動。
此外，為了檢測包含多旋轉(zhuǎn)計數(shù)值的位置數(shù)據(jù)，需要后備的電源，而且編碼器結(jié)構(gòu)本身就對減小尺寸構(gòu)成障礙。
發(fā)明概述本發(fā)明的做出意在解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種帶有內(nèi)裝包括一絕對編碼器的驅(qū)動電路的伺服馬達，其中由驅(qū)動控制電路部分的CPU控制多旋轉(zhuǎn)計數(shù)，其中當(dāng)電源切斷時包含多旋轉(zhuǎn)計數(shù)值的位置數(shù)據(jù)被儲存在一非易失性存儲器中；當(dāng)電源切斷時馬達轉(zhuǎn)軸由一電磁機械制動器鎖定，且當(dāng)該電源接通時讀出所儲存的數(shù)據(jù)以恢復(fù)該位置數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)尺寸和線路數(shù)量的減少。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達，其中一設(shè)置在圓柱形殼體中的包括定子和轉(zhuǎn)子的伺服馬達部分，被傳感器電路部分、驅(qū)動控制電路部分和馬達驅(qū)動電路部分伺服驅(qū)動。
該伺服馬達包括一用于檢測該伺服馬達部分旋轉(zhuǎn)的絕對編碼器和一電磁機械制動器，當(dāng)該伺服馬達部分被驅(qū)動時該電磁機械制動器被松開，且當(dāng)該伺服馬達部分未被驅(qū)動時該電磁機械制動器通過彈簧的作用被嚙合，其中當(dāng)切斷電源時，此時的位置數(shù)據(jù)被儲存在一非易失性存儲器中。此外，在該帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達中，該絕對編碼器并不配備任何后備電池。
附圖簡述在附圖中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達的剖面圖；而且圖2為表示圖1中每個部分的電氣結(jié)構(gòu)的原理圖。
優(yōu)選實施例說明以下將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達。
在圖1中，附圖標(biāo)記1表示一帶有定子3的圓柱形殼體，其定子3的周圍纏繞有定子繞組2。一前蓋3A和一后蓋4被安裝在該圓柱形殼體1的兩端。
轉(zhuǎn)軸7被分別設(shè)置在前蓋3A和后蓋4中的軸承5和6可旋轉(zhuǎn)地支承。處于定子3內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子8被可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，而且電磁驅(qū)動部分9設(shè)置在后蓋4中。此定子3、轉(zhuǎn)子8和絕對編碼器30一起構(gòu)成伺服馬達部分100。
一靜止的平板11通過螺栓10的中介被緊固在電磁驅(qū)動部分9的前蓋3A一側(cè)的端部，以便在其間保持間隙D。
靜止不動的制動片12和可動的制動片13被設(shè)置在該間隙D中。靜止不動的制動片12被緊固在轉(zhuǎn)子8一側(cè)，而且可動的制動片13通過電磁機械制動器20殼體9a內(nèi)側(cè)的公知彈簧(未表示)的中介，與電磁驅(qū)動部分9相連。
因此，當(dāng)電磁驅(qū)動部分9未被激勵(energize)時，可動的制動片13通過該彈簧的回彈力作用致使與靜止不動的制動片12緊靠，以防止(tosecure)轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電磁驅(qū)動部分9被激勵時，可動的制動片13被牽引抵抗該彈簧的回彈力，從而放開靜止不動的制動片12，使其有可能讓轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)。
該靜止不動的制動片12、可動的制動片13以及電磁驅(qū)動部分9，一起構(gòu)成該公知類型的電磁機械制動器20。
旋轉(zhuǎn)軸7上帶有凸出的轉(zhuǎn)軸部分7a，其穿過后蓋4上的開口4a以從中伸出。該凸出的轉(zhuǎn)軸部分7a上配備有碼盤(a code plate)21，且在后蓋4上設(shè)置的固定板22配備有光發(fā)射元件23。
一由印刷板組成的傳感器電路板25通過支承件24的中介被設(shè)置在后蓋4上，且在碼盤21的外側(cè)即后側(cè)被固定到位。
一光接收元件26設(shè)置在該傳感器電路板25的一個表面上。此光發(fā)射元件23、碼盤21和光接收元件26在一起，構(gòu)成作為旋轉(zhuǎn)檢測器用的公知的絕對編碼器30。還可能使用公知的分解器(resolver)來代替該編碼器。
在該傳感器電路板25的另一表面上設(shè)置的，是由IC和包括公知的CPU的驅(qū)動控制電路部分32組成的公知的傳感器電路部分31。該傳感器電路部分31對該絕對編碼器30進行功率(power)和信號處理，以專門檢測一次旋轉(zhuǎn)中的位置數(shù)據(jù)，由此將其供給該驅(qū)動控制電路部分32。
由于該驅(qū)動控制電路部分32是負責(zé)多旋轉(zhuǎn)計數(shù)的，故此傳感器電路部分31無需配備多旋轉(zhuǎn)記數(shù)電路部分。包含多旋轉(zhuǎn)記數(shù)在內(nèi)的總的位置數(shù)據(jù)，被儲存在一包含在該驅(qū)動控制電路部分32中的非易失性存儲器200中。
該電磁機械制動器20由該驅(qū)動控制電路部分32控制。當(dāng)該驅(qū)動電路未工作時，不可能會有例如電磁機械制動器20被釋放。
一由具有良好的熱輻射特性的材料如鋁(其它材料也可能)制成的杯形傳感器蓋40，被安裝在后蓋4的后側(cè)，以便蓋住編碼器30。
在傳感器蓋40的內(nèi)表面上設(shè)置有支座41，由印刷板組成的馬達驅(qū)動板42固定其上。該馬達驅(qū)動板42上帶有由功率晶體管之類構(gòu)成的功率器件(power device)43，并被固定在與傳感器蓋40的內(nèi)表面40a相接觸并與之連接，從而允許熱傳輸和熱輻射。
在傳感器蓋40的該表面上形成有冷卻片44，借助它有可能實現(xiàn)具有高效率的熱輻射。
如本領(lǐng)域中公知的那樣，在馬達驅(qū)動板42上設(shè)置有馬達驅(qū)動電路43A，用來通過功率器件43驅(qū)動三相定子的繞組2，并由驅(qū)動控制電路部分32來驅(qū)動控制該馬達驅(qū)動電路43A。
傳感器電路板25和馬達驅(qū)動板42的外徑，均比傳感器蓋40的內(nèi)徑和伺服馬達部分100的外徑要小。傳感器電路板25和馬達驅(qū)動板42被并排設(shè)置在傳感器蓋40內(nèi)側(cè)，且沿其軸向彼此分開。
電學(xué)上，該傳感器電路部分31、驅(qū)動控制電路部分32和馬達驅(qū)動電路43A被形成為獨立的電路，且其被構(gòu)成而不使用如現(xiàn)有技術(shù)中的任何電隔離電路(isolation circuit)。
注意以上描述的圖1中的兩塊板25和42，其構(gòu)成如圖2的原理圖中所示，其表示兩者如何被電連接。
接下來將描述該伺服馬達的操作。首先，按照上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)接通電源時該驅(qū)動控制電路部分32從非易失性存儲器200中讀出所儲存的位置數(shù)據(jù)，并且接受(take in)編碼器部分一次旋轉(zhuǎn)中的絕對位置數(shù)據(jù)。將如此讀出的兩種數(shù)據(jù)相互進行比較，確保在一次旋轉(zhuǎn)的位置數(shù)據(jù)中沒有較大的差別產(chǎn)生。與此同時，包括多旋轉(zhuǎn)計數(shù)值的位置數(shù)據(jù)被重新構(gòu)成。
隨后，操作電磁驅(qū)動部分以使馬達進入其可能被控制的狀態(tài)。另外，在來自外部的驅(qū)動指令(未表示)的基礎(chǔ)上，伺服馬達部分100的伺服驅(qū)動，利用作為位置反饋信號的編碼器信號被啟動。
該驅(qū)動控制電路部分32的CPU負責(zé)多旋轉(zhuǎn)計數(shù)。因此，該驅(qū)動控制電路部分32總能保持(retain)包括多旋轉(zhuǎn)計數(shù)值的總位置數(shù)據(jù)。
在上述狀態(tài)下，當(dāng)斷開電源時該驅(qū)動控制電路部分32檢測到電源電壓的下降，并且停止該伺服馬達部分100的伺服驅(qū)動。此外，該電磁機械制動器20被松開，并且可動的制動片13通過該彈簧的回彈力被壓靠在靜止不動的制動片12上，以強迫轉(zhuǎn)子8停止旋轉(zhuǎn)。這時，包括多旋轉(zhuǎn)計數(shù)值的位置數(shù)據(jù)被儲存在該非易失性存儲器200中。
當(dāng)電源被斷開時，由于電磁機械制動器20的工作旋轉(zhuǎn)軸7并不旋轉(zhuǎn)。
此后，當(dāng)電源再次被接通時驅(qū)動控制電路部分32從非易失性存儲器200中讀取可儲存的位置數(shù)據(jù)，并且還從絕對編碼器30中讀取一次旋轉(zhuǎn)中的位置數(shù)據(jù)，確保這兩種數(shù)據(jù)之間不存在大的差異。此外，包括多旋轉(zhuǎn)計數(shù)值的位置數(shù)據(jù)的重建被啟動，而且電磁機械制動器20被嚙合，以使伺服馬達100進入其可能被驅(qū)動的狀態(tài)。另外，當(dāng)電源切斷時此時的位置數(shù)據(jù)被儲存在非易失性存儲器200中，與此同時旋轉(zhuǎn)軸7的旋轉(zhuǎn)由于電磁機械制動器20的作用而被防止，從而在切斷電源時不需要公知的后備電池。
如上所述構(gòu)成本發(fā)明的帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達，可提供以下效果。
首先，由于驅(qū)動控制電路部分的CPU負責(zé)多旋轉(zhuǎn)計數(shù)，故有可能省去用于多旋轉(zhuǎn)計數(shù)的電路。
其次，當(dāng)電源切斷時這時的位置數(shù)據(jù)被儲存在非易失性存儲器中，與此同時旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)通過電磁機械制動器的作用而被防止，從而在切斷電源時不需要后備電池電路。
第三，即使沒有如現(xiàn)有技術(shù)中的后備電池在起作用，也能從這時將位置數(shù)據(jù)儲存在非易失性存儲器中，并且不需要提供內(nèi)裝電池作后備，從而對減小該伺服馬達的尺寸作出貢獻。
權(quán)利要求
1.一種帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達，其中一設(shè)置在圓柱形殼體中的包括定子和轉(zhuǎn)子的伺服馬達部分，被傳感器電路部分、驅(qū)動控制電路部分和馬達驅(qū)動電路部分伺服驅(qū)動，該伺服馬達包括一用于檢測該伺服馬達部分旋轉(zhuǎn)的絕對編碼器和一電磁機械制動器，當(dāng)該伺服馬達部分被驅(qū)動時該電磁機械制動器被松開，且當(dāng)該伺服馬達部分未被驅(qū)動時該電磁機械制動器通過彈簧的作用被嚙合，其中當(dāng)切斷電源時，此時的位置數(shù)據(jù)被儲存在一非易失性存儲器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達，其中該絕對編碼器并不配備任何備用電池。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明公開一種帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達，其中當(dāng)電源斷開時包括多旋轉(zhuǎn)計數(shù)值的位置數(shù)據(jù)被儲存在一非易失性存儲器中，從而省去后備電池，且其中一驅(qū)動控制電路部分的CPU負責(zé)多旋轉(zhuǎn)計數(shù)本身，從而省去該用于多旋轉(zhuǎn)計數(shù)的電路。由于所包含的線路數(shù)量減少且省去后備電池，故可實現(xiàn)尺寸的減小。根據(jù)本發(fā)明的帶有內(nèi)裝驅(qū)動電路的伺服馬達，包括一用于檢測該伺服馬達部分(100)旋轉(zhuǎn)的絕對編碼器(30)和一電磁機械制動器(20)，其中當(dāng)電源切斷時，這時的位置數(shù)據(jù)(30A)被儲存在一非易失性存儲器中。
文檔編號H02KGK1549430SQ20031012059
公開日2004年11月24日 申請日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月7日
發(fā)明者三浦啟正, 幸, 野田敏幸 申請人:多摩川精機株式會社