DE102006009038A1

DE102006009038A1 - Getriebemotor

Info

Publication number: DE102006009038A1
Application number: DE102006009038A
Authority: DE
Inventors: Kunio Miyashita; Junji Koyama; Muneo Mitamura; Yasuo Komagane Sawamura
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Current assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2006-08-31
Also published as: US7375487B2; US20060192517A1

Abstract

An einer Motorwelle (2a) eines Getriebemotors (1) ist ein Motorcodierer (6) angebracht, und die Ausgangsstellung wird unter Verwendung eines Z-Phasen-Signals erfasst. Ein Absolutwertcodierer (7) mit einer Genauigkeit, welche die Bestimmung der Anzahl von Motorumdrehungen ermöglicht, ist an einer Ausgangswelle (4) eines Untersetzungsgetriebes (3) angebracht, und deren absolute Drehstellung wird erfasst. Wenn das erste Z-Phasen-Signal bei Drehung der Motorwelle (2a) beim Anfahrvorgang und zu anderen Zeiten gewonnen wird, lässt sich der mechanische Startpunkt, bei welchem die Motorwelle (2a) und die Ausgangswelle (4) beide im Ursprung positioniert sind, basierend auf der absoluten Drehstellung der Ausgangswelle (4), des Untersetzungsgetriebes (3) berechnen, welche von dem ausgangsseitigen Absolutwertcodierer (7) erhalten wird. Da der mechanische Startpunkt erhalten wird durch Drehen der Motorwelle (2a) in höchstens einer einzigen Umdrehung, ist die zum Berechnen des mechanischen Startpunkts erforderliche Zeit gering im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen, und man kann exzessive Drehbewegungen vermeiden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Getriebemotor, insbesondere einen Getriebemotor, der schnell und genau den mechanischen Startpunkt einer Ausgangswelle eines Untersetzungsgetriebes beim Anfahren des Motors und zu anderen Zeiten erfassen kann.
Es werden Getriebemotoren eingesetzt, die dazu ausgebildet sind, das Ausgangs-Drehmoment eines Motors in dem Antriebsteil von Industrierobotern, Werkzeugmaschinen und dergleichen über ein eine hohe Umsetzungsgenauigkeit aufweisendes Untersetzungsgetriebe auszugeben. Solche Antriebsteile erfordern eine hohe Positioniergenauigkeit. Wie in 11 zu sehen ist, besitzt ein Getriebemotor 101 einen Motorhauptkörper 102, ein koaxial mit einer Motorwelle 102a des Motorhauptkörpers 102 gekoppeltes Untersetzungsgetriebe 103, und eine Ausgangswelle 104, die koaxial an die Ausgangsseite des Untersetzungsgetriebes 103 gekoppelt ist, welches beispielsweise als Wellgetriebe ausgebildet ist.
In einem Getriebemotor 101 muss der Drehwinkel der Ausgangswelle 104 des Untersetzungsgetriebes 103 zur genauen Positionierung oder dergleichen mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Zu diesem Zweck ist auf der Motorwelle 102a ein Motorcodierer 106 gelagert, und an der Ausgangswelle 104 ist ein Ursprungsfühler 107 angebracht.
In einer Signalverarbeitungsschaltung 108 werden von dem Motorcodierer 106 die A-, B- und Z-Phasen-Signale erhalten, und von dem Ursprungsfühler 107 wird das Ursprungssignal S erhalten, welches aus einem einzelnen Impuls pro Umdrehung besteht, und es werden Befehle an den Motortreiber 109 in der Weise gesendet, dass die Ausgangswelle 104 einen Soll-Drehwinkel einnimmt. Der Motortreiber 109 treibt die Motorwelle 102a abhängig von den so erhaltenen Befehlen drehend an.
In dem Getriebemotor 101 wird die Drehwinkelstellung der Ausgangswelle 104 basierend auf dem mechanischen Startpunkt der Welle gesteuert. Folglich muss beim Anfahren und zu anderen Zeiten die Ausgangswelle 104 zu dem mechanischen Startpunkt (der Ursprungs-Position) zurückgestellt werden.
Gleichwohl gibt es bei einem herkömmlichen Getriebemotor das Problem, dass beträchtliche Zeit erforderlich ist, um die Rücklaufbewegung zum Ursprung auszuführen. Wie in 12 dargestellt ist, ist es bei den Rücklaufbewegungen zum Ursprung der Ausgangswelle 104 notwendig, dass die Motorwelle 102a so lange gedreht wird (erste Bewegung), bis von dem Ursprungsfühler 107 an der Ausgangswelle 104 ein Ursprungssignal ausgegeben wird, anschließend muss die Motorwelle 102a in die entgegengesetzte Richtung gedreht werden, um die Ausgangswelle 104 in die Drehwinkelstellung zurück zu bewegen (zweite Bewegung), den sie vor der Ausgabe des Ursprungssignals S eingenommen hat, und dann muss die Motorwelle 102a wieder in Vorwärtsrichtung gedreht (dritte Bewegung) und an der Drehstellung angehalten werden, an der das erste Z-Phasen-Signal im Anschluss an die Ausgabe des Ursprungssignals ausgegeben wird.
Bei diesen Bewegungen muss die Motorwelle 102a um einen Betrag gedreht werden, der dem Drehwinkel entspricht, der seinerseits höchstens dem Untersetzungsgetriebe-Verhältnis des Untersetzungsgetriebes entspricht. Beträgt dieses Verhältnis z.B. 1:50, so muss die Motorwelle 102a fünfzig Mal gedreht werden, d.h. um 18.000 Grad (50 × 360°), was beträchtliche Zeit in Anspruch nimmt.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung eines Getriebemotors, der rasch Bewegungen zu dem Zweck ausführen kann, den mechanischen Startpunkt mit guter Genauigkeit zu ermitteln.

Um dieses Problem und weitere Probleme zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung einen Getriebemotor, bei dem an einer Motorwelle ein Untersetzungsgetriebe gekoppelt ist, und der einen Motorcodierer aufweist, der mit der Drehung der Motorwelle A-, B- und 7-Phasen-Signale ausgibt, ferner aufweist: einen ausgangsseitigen Absolutwertcodierer zum Detektieren einer absoluten Drehstellung einer Ausgangswelle eines mit der Motorwelle gekoppelten Untersetzungsgetriebes; und eine Treibersteuerschaltung zum Ermitteln eines mechanischen Startpunkts der Motorwelle und der Ausgangswelle auf der Grundlage eines Detektierwerts des Motorcodierers und des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers, wobei der ausgangsseitige Absolutwertcodierer eine Genauigkeit besitzt, die das Erfassen eines Drehwinkels der Ausgangswelle pro Einzelumdrehung der Motorwelle ermöglicht.

Die Treibersteuerschaltung berechnet bei diesem Getriebemotor den mechanischen Startpunkt auf der Grundlage der absoluten Drehstellung, die von dem ausgangsseitigen Absolutwertcodierer erhalten wird, wenn das erste Z-Phasen-Signal von dem Motorcodierer während des Anfahrens und zu anderen Zeiten erzeugt wird.

Erfindungsgemäß wird die absolute Drehstellung der Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes von einem Absolutwertcodierer ermittelt. Auf diese Weise läßt sich der mechanische Startpunkt, bei dem sowohl die Motorwelle als auch die Ausgangswelle am Ursprung positioniert sind, auf der Grundlage der absoluten Drehstellung der Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes an dem Punkt erhalten, an welchem das einhergehend mit der Drehung der Motorwelle erzeugte erste Z-Phasen-Signal beim Anfahren des Motors und zu anderen Zeiten gewonnen wird. Anders ausgedrückt: Da der mechanische Startpunkt erhalten wird durch bloßes Drehen der Motorwelle um 360° (eine einzige Umdrehung) im Höchstfall, verringert sich die zum Ermitteln des mechanischen Startpunkts erforderliche Zeit im Vergleich zum Stand der Technik, und man kann eine exzessive Drehbewegung vermeiden.

Die erfindungsgemäße Treibersteuerschaltung führt Ursprungs- d.h. Ausgangspunkt-Rückkehr-Bewegungen durch, welche umfassen: Eine erste Bewegung, bei der die Motorwelle in Vorwärtsrichtung mit einer ersten Geschwindigkeit so weit gedreht wird, bis das erste Z-Phasen-Signal ausgegeben wird, eine zweite Bewegung, bei der die Motorwelle in Rückwärtsrichtung mit einer zweiten Geschwindigkeit gedreht wird und in eine Winkelstellung gerade vor Ausgabe des Z-Phasen-Signals zurückkehrt, und eine dritte Bewegung, bei der die Motorwelle in Vorwärtsrichtung mit einer dritten Geschwindigkeit bewegt und an einem Punkt angehalten wird, bei dem das Z-Phasen-Signal ausgegeben wird, um die Motorwelle zu dem mechanischen Startpunkt zurück zu bringen.

Aufgrund des Totgangs und aufgrund von Torsion in diesem Getriebemotor bewirkt das Einwirken eines Lastmoments auf die Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes, dass diese sich um einen kleinen Winkel auch dann dreht, wenn die Motorwelle (die Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes) fest steht. Der ausgangsseitige Absolutwertcodierer besitzt einen vorbestimmten Nachweisfehler, und das Ergebnis der Addition eines kleinen Winkels entspricht dem abgeschätzten Fehler, wenn die Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle bestimmt wird. Wenn also die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle anhand der Detektierposition des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers an der Ausgangswelle bestimmt wird und dabei der oben erwähnte Fehler nicht berücksichtigt wird, läßt sich die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle nicht exakt berechnen. Insbesondere wird der Detektierwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers durch den Drehwinkel der Ausgangswelle pro einzelne Umdrehung der Motorwelle definiert, und wenn die Anzahl der Umdrehungen der Motorwelle berechnet wird, ist das Ergebnis mit dem Fehler gerade vor oder nach dem Umschaltpunkt der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle behaftet, und es besteht die Möglichkeit, dass die berechnete Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle von der tatsächlichen Anzahl von Umdrehungen abweicht.

Im Hinblick auf die oben erläuterten Umstände wird erfindungsgemäß eine von der Ermittlung ausgenommene Zone, die größer als der oben angesprochene Fehler ist, im Drehwinkelbereich der Ausgangswelle betrachtet, welche den Umschaltpunkt der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle beinhaltet. Die Zone wird vorab derart eingestellt, dass ein bei einer einzelnen Umdrehung der Motorwelle erzeugtes Z-Phasen-Signal in einem Drehwinkelbereich der Ausgangswelle liegt, der sich außerhalb des oben angesprochenen Drehwinkelbereichs befindet, so dass die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle berechnet werden kann, ohne dass sie durch den Fehler beeinflusst ist.

In anderen Worten: Erfindungsgemäß wird die Drehstellung P der Ausgangswelle vorab so eingestellt, dass sie in den unten angegebenen Bereich fällt, wenn das Z-Phasen-Signal erzeugt wird, wobei θ der Drehwinkel der Ausgangswelle pro einzelner Umdrehung der Motorwelle ist, N die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle ist, und Δ ein Wert ist, der größer ist als der Fehler, der in dem Detektierwert der ausgangsseitigen Absolutwertcodierers enthalten ist. θ (N - 1) + Δ ≤ P ≤ θN - Δ

In diesem Fall berechnet die Treibersteuerschaltung die Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle unter Verwendung der oben angegebenen Beziehung und des Detektierwinkels des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers, und sie berechnet die Stellung Px der Ausgangswelle unter Verwendung der Anzahl von Umdrehungen N, des Drehwinkels p der Motorwelle an dem Punkt, an welchem das Z-Phasen-Signal erzeugt wird, und des Untersetzungsverhältnisses R des Untersetzungsgetriebes wie folgt: Px = (N × 360° + p)/R

Wenn erfindungsgemäß das Untersetzungsgetriebe am vorderen Ende der Motorwelle koaxial angebracht ist und der Motorcodierer sich am hinteren Endbereich der Motorwelle befindet, kann der ausgangsseitige Absolutwertcodierer am hinteren Teil der Drehwelle angebracht werden, die koaxial durch die Motorwelle verläuft und sich zu dem hinteren Ende der Welle von der Ausgangswelle her erstreckt. Es ist ersichtlich, dass der ausgangsseitige Absolutwertcodierer auch am vorderen Ende der Ausgangswelle angeordnet werden kann.

Sodann besitzt der erfindungsgemäße Getriebemotor einen eingangsseitigen Absolutwertcodierer zum Detektieren der absoluten Drehstellung einer Motorwelle; einen ausgangsseitigen Absolutwertcodierer zum Detektieren der absoluten Drehstellung der Ausgangswelle eines mit der Motorwelle gekoppelten Untersetzungsgetriebes; und eine Treibersteuerschaltung zum Berechnen der mechanischen Startpunkts der Motorwelle und der Ausgangswelle auf der Grundlage des Detektierwerts des eingangsseitigen Absolutwertcodierers und des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers, wobei letztgenannter ausgangsseitige Absolutwertcodierer eine Genauigkeit besitzt, die den Nachweis des Drehwinkels der Ausgangswelle pro einzelner Umdrehung der Motorwelle gestattet.

Auch in diesem Fall kann, wenn die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle anhand der Detektierstellung des an der Ausgangswelle angebrachten ausgangsseitigen Absolutwertcodierers bestimmt wird, die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle dann nicht exakt berechnet werden, wenn nicht der oben angesprochene Fehler berücksichtigt wird.

Im Hinblick auf das oben Gesagte wird die Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle zu Beginn der Drehung in der erfindungsgemäßen Treibersteuerschaltung folgendermaßen berechnet nach Maßgabe der Detektierstellung p des eingangsseitigen Absolutwertcodierers und der Detektierstellung Pa des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers zu Beginn der Drehung der Motorwelle, wobei θ der Drehwinkel der Ausgangswelle pro einzelner Umdrehung der Motorwelle ist, N die Anzahl der Umdrehungen der Motorwelle ist und Δ ein Wert ist, der größer ist als der Fehler, welcher in dem Detektierwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers enthalten ist.

(1) Die tatsächliche Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle wird auf N gesetzt, wenn θ (N - 1) + Δ ≤ Pa ≤ θN - Δ.
(2) Wenn θ (N - 1) ≤ Pa < θ (N - 1) + Δ, wird die Anzahl von Umdrehungen Na auf N gesetzt, wenn p < pn, und die Anzahl von Umdrehungen Na wird auf (N - 1) gesetzt, wenn p > pn, wobei pn ein vorbestimmter Wert ist.
(3) Wenn θN - Δ < Pa ≤ θN, wird die Anzahl von Umdrehungen Na auf N gesetzt, wenn p > pn, und die Anzahl von Umdrehungen Na wird auf (N + 1) gesetzt, wenn p < pn.

Die Stellung Px der Ausgangswelle läßt sich unter Verwendung der so berechneten Anzahl von Umdrehungen Na, der Detektierposition P des eingangsseitigen Absolutwertcodierers und des Untersetzungsverhältnisses R des Untersetzungsgetriebes folgendermaßen berechnen: Px = (Na × 360° + p)/R

Anstatt auf diese Weise die Anzahl von Umdrehungen Na zu berechnen, ist es möglich, zu ermitteln, ob die Detektierstellung Pa des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers in den oben bei (1) beschriebenen Bereich fällt, wenn die Motorwelle mit der Drehung beginnt. Die tatsächliche Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle wird auf N gesetzt, wenn die Detektierstellung Pa innerhalb des Bereichs liegt, der Motor wird so lange gedreht, bis die Detektierstellung Pa in dem Bereich liegt, falls die Detektierstellung Pa sich außerhalb des Bereichs befand, und die tatsächliche Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle wird anschließend auf N gesetzt.

Wenn das Untersetzungsgetriebe koaxial am freien Ende der Motorwelle angebracht ist und der eingangsseitige Absolutwertcodierer sich am hinteren Endbereich der Motorwelle befindet, kann der ausgangsseitige Absolutwertcodierer am hinteren Ende der Drehwelle angeordnet werden, die koaxial durch die Motorwelle verläuft und sich von der Ausgangswelle ausgehend zum hinteren Ende der Motorwelle erstreckt. Es ist ersichtlich, dass der ausgangsseitige Absolutwertcodierer auch am freien Ende der Ausgangswelle angeordnet sein kann.

Der Getriebemotor gemäß der Erfindung ist dazu ausgebildet, die absolute Drehwinkelstellung der Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes nachzuweisen. Aus diesem Grund läßt sich der mechanische Startpunkt der Ausgangswelle anhand der Ursprungsstellung oder Ausgangsstellung der Motorwelle berechnen. Im Vergleich zum Stand der Technik also, bei dem der Ursprungspunkt beider Wellen tatsächlich erfasst wird und der mechanische Startpunkt ermittelt wird, läßt sich der mechanische Startpunkt hier rasch berechnen, und man kann überflüssige Drehbewegungen vermeiden. Da die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle unter Berücksichtigung des in dem Detektierwert vom ausgangssei tigen Absolutwertcodierer enthaltenen Fehlers berechnet wird, kann der mechanische Startpunkt mit guter Genauigkeit berechnet werden.

Der erfindungsgemäße Getriebemotor ist außerdem dazu ausgebildet, die absolute Drehwinkelstellung sowohl der Motorwelle als auch der Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes nachzuweisen. Ein sich daraus ergebender Vorteil besteht darin, dass es nicht erforderlich ist, eine Drehung auszuführen, um den mechanischen Startpunkt der Wellen zu berechnen. Weil die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle unter Berücksichtigung des in dem Detektierwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers enthaltenen Fehlers berechnet wird, kann der mechanische Startpunkt mit guter Genauigkeit berechnet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematischer Bauplan des Getriebemotors gemäß der ersten Ausführungsform, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird;
2A ist ein Erläuterungsdiagramm, welches die Bewegungen veranschaulicht, die zum Ermitteln des mechanischen Startpunkts des in 1 gezeigten Getriebemotors ausgeführt werden;
2B ist ein anschauliches Diagramm für die Bewegungen zum Ermitteln des mechanischen Startpunkts des in 1 gezeigten Getriebemotors;
3 ist ein schematischer Bauplan einer weiteren Konfiguration eines Getriebemotors;
4 ist ein anschauliches Diagramm für das Verfahren zum Berechnen der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle;
5 ist ein schematischer Bauplan, welcher eine Konfiguration des Getriebemotors gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird;
6 ist ein anschauliches Diagramm der Flächenbestimmung zum Berechnen der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle in dem in 5 gezeigten Getriebemotor;
7 ist ein anschauliches Diagramm des Verfahrens zum Berechnen der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle in dem in 5 gezeigten Getriebemotor;
8 ist ein anschauliches Diagramm des Berechnungsablaufs beim Bestimmen der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle des Getriebemotors nach 5;
9 ist ein anschauliches Diagramm für ein weiteres Verfahren zum Berechnen der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle des in 5 gezeigten Getriebemotors;
10 ist ein anschauliches Diagramm, welches den Berechnungsablauf des Verfahrens zum Berechnen der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle nach 9 darstellt;
11 ist ein schematischer Bauplan eines herkömmlichen Getriebemotors; und
12 ist ein Diagramm, welches die Bewegungen zum Ermitteln des mechanischen Startpunkts eines herkömmlichen Getriebemotors veranschaulicht.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
(Ausführungsform 1)
1 ist ein schematischer Bauplan eines Getriebemotors, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet wurde. Der Getriebemotor 1 besitzt einen Motorhauptkörper 2, ein koaxial an einer Motorwelle 2a, die sich vom vorderen Ende des Motorhauptkörpers 2 erstreckt, angebrachtes Untersetzungs-Wellgetriebe 3 und eine Ausgangswelle 4, die koaxial am vorderen Ende des Untersetzungs-Wellgetriebes 3 (im Folgenden einfach als Wellgetriebe bezeichnet) angebracht ist.
Das Wellgetriebe 3 ist beispielsweise ein becherförmiges Untersetzungs-Wellgetriebe und besitzt einen starren Innenzahnkranz bzw. innen verzahnten Zahnkranz bzw. innen verzahntes Zahnrad, einen becherförmigen flexiblen Außenzahnkranz bzw. außen verzahnten Zahnkranz bzw. außen verzahntes Zahnrad, das im Inneren des Innenzahnkranzes angeordnet ist, und einen elliptisch geformten (nicht dargestellten) Wellengenerator, der im Inneren des becherförmigen Teils angeordnet ist. Wenn sich der Wellengenerator dreht, bewegt sich die Eingriffsstelle zwischen dem flexiblen Außenzahnkranz und dem starren Innenzahnkranz in Umfangsrichtung, und entsprechend der Differenz der Anzahl innerer und äußerer Zähne wird eine relative Drehung hervorgerufen. Der starre Innenzahnkranz ist üblicherweise die ortsfeste Seite, der becherförmige flexible Außenzahnkranz dreht sich mit verringerter oder untersetzter Geschwindigkeit, und die untersetzte Drehung wird über die Ausgangswelle 4 ausgegeben, die an dem verdickten Nabenteil am Boden des Bechers angebracht ist. Man kann auch eine andere Form eines Untersetzungsgetriebes verwenden, und ein ähnliches Ergebnis erzielt man natürlich auch dann, wenn beispielsweise ein Planeten-Untersetzungsgetriebe oder ein Cyclo Drive (Marke) verwendet wird.
Eine sich zusammen mit der Ausgangswelle 4 drehende Drehwelle 5 ist koaxial mit der Ausgangswelle 4 gekoppelt. Die Drehwelle 5 durchsetzt das Innere des Wellgetriebes 3 und die Motorwelle 2a koaxial und erstreckt sich zur Rückseite hin, um aus einer hinteren Öffnung der Motorwelle 2a nach hinten weg zu stehen.
Ein Motorcodierer 6 ist am hinteren Ende der Motorwelle 2a angebracht. Von dem Motorcodierer 6 werden im Zusammenhang mit der Drehung der Motorwelle 2a A- und B-Phasen-Signale ausgegeben, die sich in der Phase um 90° von einander unterscheiden, und bei jeder Umdrehung wird ein Z-Phasen-Signal in Form eines einzelnen Impulses ausgegeben, der die Ursprungs- oder Ausgangsstellung angibt. Ein ausgangsseitiger Absolutwertcodierer 7 ist am hinteren Ende der Drehwelle 5 angebracht, welche sich zusammen mit der Ausgangswelle 4 dreht. Der ausgangsseitige Absolutwertcodierer 7 kann die absolute Drehwinkelstellung bei einer einzelnen Umdrehung der Ausgangswelle 4 erfassen.
Die Auflösung des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 ist auf einen Wert eingestellt, der den Nachweis der Drehzahl der Ausgangswelle 4 ermöglicht. Beim vorliegenden Beispiel ist die Auflösung auf den gleichen Wert eingestellt wie den für den Drehwinkel der Ausgangswelle 4 pro einzelner Umdrehung der Motorwelle. Wenn das Untersetzungsverhältnis des Wellgetriebes 3 einen Wert von 1:50 hat, so ist die Auflösung beispielsweise auf 360°/50 = 7,2° eingestellt. Von dem Absolutwertcodierer 7 wird ein Absolutstellungssignal 7S ausgegeben, der die absolute Drehstellung der Ausgangswelle 4 angibt.
Jedes der Detektiersignale des Motorcodierers 6 und des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 wird in eine Treibersteuerschaltung 8 eingegeben. Diese gibt einen Stellungsbefehl an einen Motortreiber 9 auf der Grundlage der Detektiersignale. Der Motortreiber 9 treibt den Motorhauptkörper 2 derart, dass die Ausgangswelle 4 eine dem Stellungsbefehl entsprechende Soll-Drehwinkelstellung einnimmt.
2A ist ein anschauliches Diagramm, welches die Bewegungen zum Ermitteln des mechanischen Startpunkts darstellt, wenn der Getriebemotor 1 mit der Bewegung beginnt, und zu anderen Zeiten. Wenn die Energiezufuhr eingeschaltet wird, treibt der Getriebemotor 1 den Motorhauptkörper 2 über den Motortreiber 3, und die Motorwelle 2a des Motorhauptkörpers wird in die Ursprungs- oder Ausgangsstellung zurückgebracht. Insbesondere wird die Motorwelle 2a in diejenige Drehstellung (Ursprungs- oder Ausgangsstellung) zurückgebracht, bei der von dem Motorcodierer das erste Z-Phasen-Signal erhalten wird. Die Rückkehrbewegungen zum Ausgangspunkt oder Ursprung beinhalten: Das Drehen der Motorwelle 2a mit einer ersten Geschwindigkeit, bis das erste Z-Phasen-Signal ausgegeben wird (erste Bewegung), das anschließende Drehen der Motorwelle 2a in Rückwärtsrichtung mit einer zweiten Geschwindigkeit und das Zurück bringen der Welle in die Winkelstellung kurz vor Ausgabe des Z-Phasen-Signals (zweite Bewegung), und das anschließende erneute Drehen der Motorwelle 2a in die Vorwärtsrichtung bei einer dritten Geschwindigkeit und das Anhalten der Motorwelle 2a an dem Punkt, an welchem das Z-Phasen-Signal ausgegeben wird (dritte Bewegung). Die dritte Geschwindigkeit ist beträchtlich geringer als die erste Geschwindigkeit.
Wenn das erste Z-Phasen-Signal ausgegeben wird, wird die absolute Drehwinkelstellung der Ausgangswelle 4 gelesen, welcher Wert von dem ausgangsseitigen Absolutwertcodierer 7 erhalten wird. Da der Drehwinkel der Ausgangswelle 4 pro Einzelumdrehung der Motorwelle bekannt ist, wird die Ausgangsstellung der Ausgangswelle 4 aus der absoluten Drehstellung errechnet. Wenn die detektierte absolute Drehstellung beispielsweise 72° beträgt, wird die Motorwelle 2a um 10 Umdrehungen zurückgedreht, und der Punkt, bei dem das Z-Phasen-Signal gewonnen wird, ist die Ausgangsstellung der Ausgangswelle 4.
Damit wird bei dem vorliegenden Beispiel der mechanische Startpunkt, bei dem die Motorwelle 2a und die Ausgangswelle 4 zu ihren Ausgangsstellungen zurückgekehrt sind, mit Hilfe des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 berechnet, der an der Ausgangswelle 4 angebracht ist. Deshalb sind die Bewegungen zum Zurückführen der Ausgangswelle 4 in die Ausgangsstellung nicht erforderlich, die Zeit zum Ermitteln des mechanischen Startpunkts läßt sich um eine entsprechende Zeitspanne reduzieren, und man kann exzessive Drehbewegungen weglassen. Es ist außerdem möglich, den mechanischen Startpunkt dadurch zu berechnen, dass man nur die dritte Bewegung ausführt, wie in 2B zu sehen ist.
Falls ein galvanischer Spiegel an der Ausgangswelle 4 befestigt ist und dieser mit einem vorbestimmten Schwenkwinkel hin und her gedreht wird, so muss im Stand der Technik ein endseitiger Grenzfühler an der Ausgangswelle 4 angebracht sein. Wird die vorliegende Erfindung angewendet, ergibt sich der Vorteil, dass die Anordnung kompakt ausgebildet werden kann, weil für die Anbringung eines endseitigen Grenzfühlers kein Erfordernis besteht.
Es ist außerdem möglich, einen Absolutwertcodierer 7 am freien Ende der Ausgangswelle 4 anzuordnen, wie in 3 zu sehen ist.
In diesem Fall wird die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 2a in der Treibersteuerschaltung 8 gemäß der Erfindung folgendermaßen berechnet: Weil Totgang und Torsion in einem Getriebemotor erzeugt werden, dreht sich die Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes üblicherweise um einen kleinen Winkel auch dann, wenn die Motorwelle (die Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes) fixiert ist. Es gibt daher Fälle, bei denen die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle nicht allein aus dem Detektierwert des Absolutwertcodierers (einem zweipoligen Codierer) ermittelt werden kann, der an der Ausgangswelle angebracht ist. Insbesondere bei einem vorbestimmten Drehwinkelbereich der Ausgangswelle, der den Umschaltpunkt für die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle beinhaltet, läßt sich die Anzahl der Umdrehungen der Motorwelle nicht bloß aus dem Detektierwert des an der Ausgangswelle angebrachten Absolutwertcodierers ermitteln.
In anderen Worten: In dem Getriebemotor 1 dreht sich die Ausgangswelle 4 des Untersetzungsgetriebes 3 um einen kleinen Winkel unter dem Lastmoment, bedingt durch Totgang und Torsion, selbst wenn die Motorwelle 2a (die Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes) fixiert ist. Der ausgangsseitige Absolutwertcodierer 7 hat einen vorbestimmten Detektier- oder Nachweisfehler, und das Ergebnis beim Addieren eines kleinen Winkels auf den Fehler ist der abgeschätzte Fehler Δ bei der Bestimmung der Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle. Wenn daher die Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle 2a ermittelt wird anhand der Detektierstellung des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 an der Ausgangswelle, so läßt sich die Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle nicht exakt berechnen, wenn nicht der obige Fehler berücksichtigt wird. In anderen Worten: Der Detektierwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 wird dividiert durch den Drehwinkel θ der Ausgangswelle pro einzelner Umdrehung der Motorwelle, und wenn die Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle 2a berechnet wird, ist das Ergebnis behaftet mit dem Fehler gerade vor und hinter dem Umschaltpunkt der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 2a, und es besteht die Möglichkeit, dass die berechnete Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle von der tatsächlichen Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 2a abweicht.
Um das oben Gesagte beim vorliegenden Beispiel zu berücksichtigen, werden unberücksichtigte Zonen A1 und A3, die größer sind als der oben angegebene Fehler, in dem Drehwinkelbereich der Ausgangswelle 4 vorgesehen, welcher den Umschaltpunkt der Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 2a beinhaltet, wie in 4 zu sehen ist. Die Zone wird vorab derart eingerichtet, dass ein Z-Phasen-Signal bei jeder Umdrehung der Motorwelle innerhalb eines Drehwinkelbereichs A2 (Bestimmungszone) der Ausgangswelle 4 erzeugt wird, welche außerhalb des oben angesprochenen Drehwinkelbereichs liegt, und die Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle 2a läßt sich berechnen, ohne von dem Fehler beeinflusst zu sein.
In anderen Worten: Die Drehstellung Pa der Ausgangswelle 4 wird vorab so eingestellt, dass sie in folgenden Bereich fällt, wenn das Z-Phasen-Signal erzeugt wird, wobei θ der Drehwinkel der Ausgangswelle 4 pro einzelner Umdrehung der Motorwelle ist, N die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle ist und Δ ein Wert ist, der größer ist als der in dem Detektierwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 enthaltene Fehler. θ (N - 1) + Δ ≤ Pa ≤ θN - Δ
Aus diesem Grund kann die Treibersteuerschaltung 8 die Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle 2a berechnen aus dem Detektierwert Pa des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7, ohne dass der berechnete Wert mit dem Fehler behaftet ist. Die Stellung Px der Ausgangswelle 4 läßt sich folgendermaßen unter Verwendung der berechneten Anzahl von Umdrehungen N, des Drehwinkels p der Motorwelle 2a an der Stelle, an der das Z-Phasen-Signal erzeugt wird, und des Untersetzungsverhältnisses R des Untersetzungsgetriebes berechnen: Px = (N × 360° + p)/R
(Ausführungsform 2)
5 ist ein schematischer Bauplan eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Getriebemotors. Da der Grundaufbau des in der Zeichnung dargestellten Getriebemotors 1A der gleiche ist wie bei dem Getriebemotor nach 1, werden entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch einmal beschrieben.
In dem Getriebemotor 1A des vorliegenden Beispiels ist ein eingangsseitiger Absolutwertcodierer 10 an der Motorwelle 2a angeordnet. Wenn sich Absolutwertcodierer 7 und 10 an beiden Wellen 2a und 4 befinden, und wenn dann die Energiezufuhr eingeschaltet wird, wird der mechanische Startpunkt sofort anhand der absoluten Drehwinkelstellungen (Signal 10S und 7S) der Wellen 2a und 4 berechnet, die von den beiden Absolutwertcodierern 7 und 10 gewonnen werden. Damit sind Drehbewegungen zum Ermitteln des mechanischen Startpunkts beim Anfahren und bei sonstigen Gelegenheiten nicht erforderlich.
Auch bei dem vorliegenden Beispiel läßt sich, wenn die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 2a aus der detektierten Stellung des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 an der Ausgangswelle 4 ermittelt wird, die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 2a nicht exakt berechnen, ohne dass der oben beschriebene Fehler berücksichtigt wird.
Im Hinblick auf das oben Gesagte wird die Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle 2a zu Beginn der Drehung in der Treibersteuerschaltung 8 des vorliegenden Ausführungsbeispiels folgendermaßen nach Maßgabe der Detektierposition p des eingangsseitigen Absolutwertcodierers und der Detektierposition Pa des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 an dem Punkt berechnet, an welchem die Motorwelle 2a die Drehung beginnt, wobei θ der Drehwinkel der Ausgangswelle einzelner Umdrehung der Motorwelle ist, N die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 2a ist und Δ ein Wert ist, der größer ist als der Fehler in dem Detektierwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7.

(1) Die tatsächliche Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle wird auf N gesetzt, wenn θ (N - 1) + Δ ≤ Pa ≤ θN - Δ.
(2) Wenn θ (N - 1) + Δ ≤ Pa < θ (N - 1) + Δ, wird die Anzahl von Umdrehungen N auf N gesetzt, wenn p < pn, und die Anzahl von Umdrehungen Na wird auf (N - 1) gesetzt, wenn p > pn, wobei pn ein vorbestimmter Wert ist, der im Folgenden beschrieben wird.
(3) Wenn θN - Δ < Pa ≤, wird die Anzahl von Umdrehungen Na auf N gesetzt, wenn p > pn, und die Anzahl von Umdrehungen Na wird auf (N + 1) gesetzt, wenn p < pn.

Die Position Px der Ausgangswelle 4 wird folgendermaßen unter Verwendung der Anzahl von Umdrehungen Na, die in der oben beschriebenen Weise eingestellt wurde, der Detektierposition p des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 und des Untersetzungsverhältnisses R des Untersetzungsgetriebes berechnet, und es wird die Hauptbewegung gestartet. Px = (Na × 360° + p)/R
Das Bestimmungsverfahren wird im Folgenden detailliert anhand der 4 erläutert. Da der oben beschriebene Fehler in dem ausgangsseitigen Absolutwertcodierer 7 enthalten ist, nimmt der Detektierwert um einen Betrag zu oder ab, der dem Zentrierfehler um den Detektierwert herum für den Fall entspricht, dass es keinen Fehler gibt, wie dies in 4 durch die Linie L1 angedeutet ist. Folglich schwankt der Detektierwert Pa innerhalb des Bereichs der gestrichelten Linien L2 und L3 oberhalb und unterhalb der ausgezogenen Linie L1.
Aus diesem Grund gibt es Fälle, bei denen die Anzahl von Umdrehungen N, die anhand des Detekierwerts Pa des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 berechnet wurde, nicht übereinstimmt mit der tatsächlichen Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle 2a. Anders ausgedrückt: In dem in 4 durch die schräge Linie B1 dargestellten Bereich wird die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 2a so berechnet, dass sie eine Drehung weniger beträgt (N - 1). In dem durch die schrägen Linien B3 angedeuteten Bereich hingegeben wird die Anzahl so berechnet, dass sie eine Umdrehung größer ist (N + 1). Die Ist-Umdrehungszahl läßt sich in den übrigen Bereichen berechnen.
Der Detektierwert p des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 ist im Bereich der schrägen Linie B1 gering und kommt im Bereich der schrägen Linie B3 dem Maximalwert pm in dem Bereich nahe. Deshalb wird beim vorliegenden Beispiel die Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle 2a auf N gesetzt, wenn der Detektierwert p des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 kleiner als der vorbestimmte Wert pn in der Fläche A1 ist, welche die schräge Linie B1 enthält, d.h. in dem oben beschriebenen Fall (2). Wenn dies nicht der Fall ist, so wird die Anzahl um eine Drehung verringert (N - 1), und eine Fehldetektierung der Anzahl von Umdrehungen aufgrund des Fehlers wird vermieden. In ähnlicher Weise wird die Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle 2a auf N gesetzt, wenn der Detektierwert p des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 größer ist als der vorbestimmte Wert pn in der die schräge Linie B3 enthaltenden Fläche A3, d.h. in dem oben beschriebenen Fall (3). Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Anzahl auf eine Umdrehung höher (N + 1) eingestellt, um eine Fehldetektierung der Anzahl von Umdrehungen aufgrund des Fehlers zu vermeiden. In dem Zwischenbereich A2, d.h. in dem oben beschriebenen Fall (1), wird die Anzahl von Umdrehungen unverändert bei N belassen, weil keine Möglichkeit für eine Fehldetektierung aufgrund des Fehlers besteht.
Grundsätzlich ist es möglich, einen Wert für pn anzunehmen, der halb so groß ist wie der Maximalwert pn des detektierten Werts p. In den Fällen (2) und (3) besteht auch die Möglichkeit, einen anderen Wert für pn als Bestimmungskriterium zu verwenden.
Als Nächstes kann die Berechnungssteuerung für die Anzahl von Umdrehungen gemäß obiger Beschreibung unter Bezugnahme auf eine vorab erstellte Entsprechungstabelle durchgeführt werden, wie in 6 gezeigt ist. Die Entsprechungstabelle ist eine Tabelle von Flächenbestimmungen, die vorab den Stellungen der Ausgangswelle 4 zugeordnet wurden. Die ungeradzahligen Flächen entsprechen dem Drehwinkelbereich der Ausgangswelle 4, der den Umschaltpunkt für die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 2a enthält, wie in 7 dargestellt ist. Diese Flächen sind die bereits oben erwähnten unberücksichtigten Zonen, die größer sind als der oben beschriebene Fehler und den oben erläuterten Fällen (2) und (3) entsprechen. Die geradzahligen Flächen sind berücksichtige oder Bestimmungszonen und entsprechen dem oben beschriebenen Fall (1).
8 zeigt den Ablauf der Berechnungssteuerung für die Anzahl von Umdrehungen, durchgeführt unter Bezugnahme auf die Entsprechungstabelle. Wenn die Position sich in einer Bestimmungszone befindet, ist der sich durch Dividieren der entsprechenden Flächennummer durch "2" ergebende Wert die Anzahl der Umdrehungen (Schritt ST1 → ST2 und 3 → ST4 → ST5). Wenn die Position sich in einer unberücksichtigten Zone befindet, wird Bezug genommen auf den Detektierwert p des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10, und wenn der Wert größer als pm/2 ist, so ist der durch Subtrahieren von "1" von der Flächen- oder Gebietszahl und Dividieren des Ergebnisses durch "2" erhaltene Wert die Anzahl von Umdrehungen (Schritt ST1 → ST2 und 3 → ST4 → ST6 und 7 → ST8). Wenn hingegen der Detektierwert p kleiner, ist als pm/2, so wird der durch Addieren von "1" auf die Gebietszahl und Dividieren des Ergebnisses durch "2" erhaltene Wert als die Anzahl von Umdrehungen verwendet (Schritt ST1 → ST2 und 3 → ST4 → ST6 und 7 → ST9).
Wenn der Detektierwert Pa des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 zu Beginn der Drehung der Motorwelle 2a in der unberücksichtigten Zone liegt, kann die Motorwelle 2a derart gedreht und angetrieben/gesteuert werden, dass der Detektierwert Pa innerhalb der Bestimmungszone liegt.
Wenn dann die Anzahl von Umdrehungen Na in der oben beschriebenen Weise berechnet wird, so muss die Winkel-Reproduzierbarkeit des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 einen Betrag von ±360/(R × 4) [°] haben, wobei R das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes 3 ist. Wenn allerdings von folgendem Verfahren Gebrauch gemacht wird, läßt sich die Anzahl von Umdrehungen Na auch dann exakt berechnen, wenn die Winkel-Reproduzierbarkeit des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 nur halb so groß ist, d.h. einen Wert von ±360/(R × 2) [°] hat.
Die Bezugszeichen in der Beschreibung haben folgende Bedeutungen:

Ri: Auflösung des eingangsseitigen Absolutwertcodierers
Ro: Auflösung des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers
Air: Ist-Absolutwert des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 (0 bis (Ri - 1))
Ait: Vorläufiger Absolutwert des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 (0 bis (Ri - 1))
Ao: Absolutwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 (0 bis (Ro - 1))
Rg: Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes
Na: Ist-Anzahl von Umdrehungen (0 bis (Rg - 1))
Nt: Vorläufige Anzahl von Umdrehungen (0 bis (Rg - 1))

Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die 9 und 10. Zunächst wird in dem Getriebemotor 1A ein vorläufiger Absolutwert Ait des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 in Bezug auf den Absolutwert Ao des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 bei einer bekannten Temperatur, bei bekanntem Drehmoment und bekannter Geschwindigkeit gemessen. Danach wird den Absolutwerten des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 eine vorläufige Anzahl von Umdrehungen Nt zugeordnet (Schritt ST11 in 10).
Durch Speichern der Information in dem nicht-flüchtigen Speicher der Treibersteuerschaltung 8 läßt sich ein einzelner vorläufiger Absolutwert Ait des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 und ein einzelner vorläufiger Wert für die Anzahl von Umdrehungen Nt in Bezug auf einen einzigen Absolutwert Ao des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 ermitteln. Allerdings schwankt der Ist-Absolutwert Air des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 in Bezug auf den Absolutwert Ao des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 abhängig von Temperatur, Drehmoment, Geschwindigkeit und anderen Betriebsbedingungen, wobei die Beziehung nicht invariabel ist.
Aufgrund dieser Situation werden der Absolutwert Ait und die Anzahl von Umdrehungen Nt in Bezug auf den Absolutwert Ao aus dem nicht-flüchtigen Speicher gelesen (Schritt ST12 in 10), und dann wird der Absolutwert Ait mit dem Wert Ri/2 verglichen (Schritt ST13 in 10). Ist der Absolutwert Ait kleiner als Ri/2, so werden (Ait + Ri/2) und der Ist-Absolutwert Air verglichen (Schritt ST14 in 10). Ist der Wert von (Ait + Ri/2) gleich oder kleiner als der Absolutwert Air, so wird die Anzahl von Umdrehungen Na auf Nt - 1 gesetzt (Schritt ST15 in 10). Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Anzahl von Umdrehungen Na auf Nt gesetzt (Schritt ST16 in 10).
Im umgekehrten Fall, in welchem der Absolutwert Ait gleich oder größer als Ri/2 ist, werden der Wert von (Ait + Ri/2) und der Absolutwert Air verglichen (Schritt ST17 in 10). Wenn der Wert von (Ait + Ri/2) gleich oder kleiner ist als der Absolutwert Air, wird die Anzahl von Umdrehungen Na auf Nt gesetzt (Schritt ST18 in 10). Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Anzahl von Umdrehungen Na auf Nt + 1 gesetzt (Schritt ST19 in 10).
Als Ergebnis des obigen Vorgangs läßt sich die tatsächliche Anzahl von Umdrehungen Na auch dann genau berechnen, wenn der Ist-Absolutwert Air des eingangsseitigen Absolutwertcodierers 10 in Bezug auf den Absolutwert Ao des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers 7 in Bezug auf den vorläufigen Absolutwert Ait um einen Betrag ±(Ri/2) - (Ri/(Ro/Rg)) schwankt.

Claims

Getriebemotor, umfassend: einen Motorcodierer (6) zum Ausgeben von A-, B- und Z-Phasen-Signalen einhergehend mit der Drehung einer Motorwelle (2a); einen ausgangsseitigen Absolutwertcodierer (7) zum Detektieren einer absoluten Drehstellung einer Ausgangswelle (4) eines mit der Motorwelle (2a) gekoppelten Untersetzungsgetriebes (3); und eine Treibersteuerschaltung (8) zum Ermitteln eines mechanischen Startpunkts der Motorwelle (2a) und der Ausgangswelle (4) auf der Grundlage eines Detektierwerts des Motorcodierers (6) und des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers (7), wobei der ausgangsseitige Absolutwertcodierer (7) eine Genauigkeit besitzt, die das Erfassen eines Drehwinkels der Ausgangswelle (4) pro Einzelumdrehung der Motorwelle (2a) ermöglicht.
Getriebemotor nach Anspruch 1, bei dem die Treibersteuerschaltung (8) den mechanischen Startpunkt auf der Grundlage des Detektierwinkels des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers (7) berechnet, wenn ein von dem Motorcodierer (6) erzeugtes erstes Z-Phasen-Signal erzeugt wird, nachdem die Motorwelle (2a) die Drehung begonnen hat.
Getriebemotor nach Anspruch 2, bei dem die Treibersteuerschaltung (8) Ursprungs-Rückkehrbewegungen ausführt, umfassend: eine erste Bewegung, bei der die Motorwelle (2a) in Vorwärtsrichtung mit einer ersten Geschwindigkeit gedreht wird, bis das erste Z-Phasen-Signal ausgegeben wird, eine zweite Bewegung, bei der die Motorwelle (2a) in Rückwärtsrichtung mit einer zweiten Geschwindigkeit gedreht wird und in eine Winkelstellung zurückkehrt, die gerade vor der Ausgabe des Z-Phasen-Signals liegt, und eine dritte Bewegung, bei der die Motorwelle (2a) in Vorwärtsrichtung mit einer dritten Geschwindigkeit gedreht wird und die Motor welle an dem Punkt angehalten wird, bei dem das Z-Phasen-Signal ausgegeben wird, um die Motorwelle (2a) zu dem mechanische Startpunkt zurückzuführen.
Getriebemotor nach Anspruch 2, bei dem die Drehstellung P der Ausgangswelle (4) vorab so eingestellt wird, dass sie in den nachstehend angegebenen Bereich fällt, wenn das Z-Phasen-Signal erzeugt wird, wobei θ der Drehwinkel der Ausgangswelle (4) pro Einzelumdrehung der Motorwelle (2a) ist, N die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle (2a) ist, und Δ ein Wert ist, welcher größer ist als ein in dem Detektierwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers (7) enthaltener Fehler: θ (N - 1) + Δ ≤ P ≤ θN - Δ
Getriebemotor nach Anspruch 4, bei dem die Treibersteuerschaltung (8) die Anzahl von Umdrehungen N der Motorwelle (2a) errechnet aus dem Detektierwinkel des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers (7), und eine Position Px der Ausgangswelle (4) folgendermaßen anhand einer Anzahl von Umdrehungen N, eines Drehwinkels p der Motorwelle (2a) an dem Punkt, an welchem das Z-Phasen-Signal erzeugt wird, und eines Untersetzungsverhältnisses R des Untersetzungsgetriebes (3) berechnet wird: Px = (N × 360° + p)/R
Getriebemotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Untersetzungsgetriebe (3) koaxial mit einem vorderen Ende der Motorwelle (2a) gekoppelt ist, der Motorcodierer (6) sich am hinteren Ende der Motorwelle (2a) befindet, und der ausgangsseitige Absolutwertcodierer (7) sich am hinteren Endbereich einer Drehwelle (5) befindet, welche die Motorwelle koaxial durchsetzt und sich ausgehend von der Ausgangswelle zu deren hinterem Ende erstreckt.
Getriebemotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Untersetzungsgetriebe (3) koaxial mit einem vorderen Ende der Motorwelle (2a) gekoppelt ist, der Motorcodierer (6) sich am hinteren Ende der Motorwelle (2a) befindet, und der ausgangsseitige Absolutwertcodierer (7) sich am vorderen Endbereich der Ausgangswelle (4) befindet.
Getriebemotor (1A), umfassend: einen eingangsseitigen Absolutwertcodierer (10) zum Detektieren einer absoluten Drehstellung einer Motorwelle (2a); einen ausgangsseitigen Absolutwertcodierer (7) zum Detektieren einer absoluten Drehstellung einer Ausgangswelle (4) eines mit der Motorwelle (2a) gekoppelten Untersetzungsgetriebes (3); und eine Treibersteuerschaltung (8) zum Berechnen eines mechanischen Startpunkts der Motorwelle (2a) und der Ausgangswelle (4) auf der Grundlage des Detektierwerts des eingangsseitigen Absolutwertcodierers (10) und des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers (7), wobei der ausgangsseitige Absolutwertcodierer (7) eine Genauigkeit aufweist, die das Erfassen eines Drehwinkels der Ausgangswelle (4) pro einzelner Umdrehung der Motorwelle (2a) gestattet.
Getriebemotor nach Anspruch 8, bei dem die Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle (2a) zu Beginn der Drehung in der Treibersteuerschaltung (8) folgendermaßen abhängig von der detektierten Stellung p des eingangsseitigen Absolutwertcodierers (10) und einer detektierten Stellung Pa des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers (7) an dem Punkt, an welchem die Motorwelle die Drehung beginnt, berechnet, wobei θ ein Drehwinkel der Ausgangswelle (4) pro einzelner Umdrehung der Motorwelle (2a) ist, N die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle (2a) ist, Δ ein Wert ist, der größer ist als der in dem Detektierwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers (7) enthaltenen Fehlers: (1) Die Ist-Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle (2a) wird auf N gesetzt, wenn θ (N - 1) + Δ ≤ Pa ≤ θN - Δ, (2) wenn θ (N - 1) ≤ Pa < θ (N-1) + Δ, wird die Anzahl von Umdrehungen Na auf N gesetzt, wenn p < pn, und die Anzahl von Umdrehungen Na wird auf (N - 1) gesetzt, wenn p > pn, wobei pn ein vorbestimmter Wert ist, (3) wenn θ N - Δ < Pa ≤ θN, wird die Anzahl von Umdrehungen Na auf N gesetzt, wenn p > pn, und die Anzahl von Umdrehungen Na wird auf (N + 1) gesetzt, wenn p < pn.
Getriebemotor nach Anspruch 9, bei dem die Treibersteuerschaltung (8) die Stellung Px der Ausgangswelle (4) unter Verwendung der so berechneten Anzahl von Umdrehungen Na, der Detektierstellung p des eingangsseitigen Absolutwertcodierers (10) und des Untersetzungsverhältnisses R des Untersetzungsgetriebes (3) folgendermaßen berechnet: Px = (Na × 360° + p)/R
Getriebemotor nach Anspruch 7, bei dem in der Treibersteuerschaltung (8) ermittelt wird, ob die Detektierposition Pa des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers (7) in folgenden Bereich fällt, wenn die Motorwelle (2a) die Drehung beginnt, wobei θ der Drehwinkel der Ausgangswelle (4) pro einzelner Umdrehung der Motorwelle (2a) ist, N die Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle (2a) ist und Δ ein Wert ist, welcher größer ist als der in dem Detektierwert des ausgangsseitigen Absolutwertcodierers (7) enthaltenen Fehlers: θ (N - 1) + Δ ≤ Pa ≤ θN - Δdie Ist-Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle (2a) auf N gesetzt wird, wenn die Detektierstellung Pa innerhalb des Bereichs liegt, und die Motorwelle (2a) gedreht wird, bis die Detektierstellung Pa innerhalb des Bereichs liegt, wenn die Detektierstellung Pa sich außerhalb des Bereichs befand, und die Ist-Anzahl von Umdrehungen Na der Motorwelle (2a) anschließend auf P gesetzt wird.
Getriebemotor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem das Untersetzungsgetriebe (3) koaxial an das vordere Ende der Motorwelle (2a) gekoppelt ist, der eingangsseitige Absolutwertcodierer (10) sich am hinteren Bereich der Motorwelle (2a) befindet, und der ausgangsseitige Absolutwertcodierer (7) sich am hinteren Endbereich der Drehwelle (5) befindet, welche die Motorwelle (2a) koaxial durchsetzt und sich zu deren hinterem Ende hin ausgehend von der Ausgangswelle (4) erstreckt.
Getriebemotor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem das Untersetzungsgetriebe (3) koaxial mit einem vorderen Ende der Motorwelle (2a) gekoppelt ist, der eingangsseitige Absolutwertcodierer (10) sich an einem hinteren Endbereich der Motorwelle (2a) befindet, und der ausgangsseitige Absolutwertcodierer (7) koaxial an einem vorderen Endbereich der Ausgangswelle (4) angebracht ist.