CN102132126B - 编码器系统、信号处理方法 - Google Patents

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Abstract

编码器系统,具备:1次旋转绝对型的第1编码器,用以输出与能旋转的第1轴的角度位置对应的第1信号;动力传输装置,以既定传输率将该第1轴的动力传输至能旋转的第2轴;1次旋转绝对型的第2编码器,用以输出与该第2轴的角度位置对应的第2信号;以及信号处理部,至少根据该第1信号与该第2信号,生成与该第1轴的旋转数量相关的数据。

Description

编码器系统、信号处理方法
技术领域
本发明,关于例如用于产业用机器人等检测AC伺服马达等的致动器、检测致动器的位移的编码器等的位置传感器、以及控制器构成的作为控制系统的编码器系统。 
本申请案,基于2008年8月26日提申的日本特愿2008-216773号、2008年9月11日提申的日本特愿2008-233793号、2008年10月3日提申的日本特愿2008-258603号、2008年10月22日提申的日本特愿2008-271628号、以及2009年4月6日提申的日本特愿2009-092036号主张优先权,将其内容援用于此。 
背景技术
以往的编码器中,一般编码器配置于马达的输入轴,为了得到马达的轴旋转了几次的多次旋转信息(亦即多次旋转数据),必须使用具备外部电池的多次旋转型绝对编码器。此外,此种现有技术已记载于专利文献1。 
又,现有的编码器系统(编码器装置),有于搭载有编码器的伺服马达的输出轴配置例如周转齿轮减速装置,以伺服驱动器根据从旋转指令输入的信号控制伺服马达者。又,当于周转齿轮减速装置有传输角度误差时,有使用输入的旋转指令与输入同步修正电路修正周转齿轮减速装置的旋转角度误差的技术(参照例如专利文献2)。 
[专利文献1]日本特开平04-025388号公报 
[专利文献2]日本特开平09-311725号公报 
发明内容
如上所述,现有技术中,在不使机器人动作的情形即使主电源(+5V)成为OFF的情形,为了不漏失绝对位置,此使用多次旋转型绝对编码器的编码器系统,需具有用以预先储存绝对位置的信息的外部电池。又,亦需从此外部电池先随时供应微小的电流至编码器。 
此外部电池,主要为定期维修的一环,必须每隔既定期间进行更换,而成为维修时的一大限制。 
亦即,上述编码器系统的维修主要针对使用寿命零件的平均故障间隔时间(MTBF(Mean Time Between Failure)),预先设定具有充分裕度的一定期间,作为所谓的“定期维修”,例如需更换上述的外部电池。 
本发明的目的,是提供可不使用外部电池即取得多次旋转信息的编码器系统及信号处理方法。 
根据本发明的一态样,提供一种编码器系统,其具有:马达,使输入轴旋转;第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的旋转中的位置位移对应的第1检测信号;动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的旋转中的位置位移对应的第2检测信号;以及信号处理电路,处理与该第1绝对位置编码器及该第2绝对位置编码器所检测的位置位移对应的第1及第2检测信号,其中,该信号处理电路,具有:第1位置数据检测电路,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的旋转中的位置位移的第1位置数据;第2位置数据检测电路,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的旋转中的位置位移的第2位置数据;位置数据合成电路,合成该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,生成表示该输入轴的旋转数与1次旋转内的位置位移的合成位置数据;以及位置数据比较/对照电路,比较及对照该第1位置数据检测电路所检测出的第 1位置数据与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据。 
根据本发明的其它态样,提供一种在编码器系统中使用的信号处理方法,该编码器系统具有:马达,使输入轴旋转;第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的旋转中的位置位移对应的第1检测信号;动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的旋转中的位置位移对应的第2检测信号;以及信号处理电路,处理与该第1绝对位置编码器及该第2绝对位置编码器所检测的位置位移对应的第1及第2检测信号;其中,该信号处理电路,具有:第1位置数据检测步骤,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的旋转中的位置位移的第1位置数据;第2位置数据检测步骤,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的旋转中的位置位移的第2位置数据;位置数据合成步骤,合成该第1位置数据检测步骤所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测步骤所检测出的第2位置数据,生成表示该输入轴的旋转数与1次旋转内的位置位移的合成位置数据;以及位置数据比较/对照步骤,比较及对照该第1位置数据检测步骤所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测步骤所检测出的第2位置数据。 
根据本发明的其它态样,提供一种编码器系统,其具有:马达,使输入轴旋转;第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的角度位置对应的第1检测信号;动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的角度位置对应的第2检测信号;第1位置数据检测电路,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的角度位置的第1位置数据;第2位置数据检测电路,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先 决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的角度位置的第2位置数据;发送信号生成输出部,根据该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,生成与该输入轴的旋转对应的发送信号并输出;以及位置数据合成电路,根据从该发送信号生成输出部输入的发送信号,对该输入轴的旋转数量进行计数,并合成该计数的旋转数量与该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据,生成表示该输入轴的旋转数量与该输入轴的角度位置的合成位置数据。 
根据本发明的其它态样,提供一种编码器系统中的信号处理方法,该编码器系统具有:马达,使输入轴旋转;第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的角度位置对应的第1检测信号;动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;以及第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的角度位置对应的第2检测信号;在该信号处理方法中,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的角度位置的第1位置数据;根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的角度位置的第2位置数据;根据该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,生成与该输入轴的旋转对应的发送信号并输出;根据所输入的该发送信号,对该输入轴的旋转数量进行计数,并合成该计数的旋转数量与该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据,生成表示该输入轴的旋转数量与该输入轴的角度位置的合成位置数据。 
根据本发明的其它态样,提供一种在编码器系统中使用的发送信号生成输出装置,该编码器系统具有:马达,使输入轴旋转;第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的角度位置对应的第1检测信号;动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;以及第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的角度位置对应的第2检测信号;合成该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据与 所输入的发送信号,生成表示该输入轴的旋转数量与该输入轴的角度位置的合成位置数据,其特征在于:该发送信号生成输出装置,根据该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,生成与该输入轴的旋转对应的发送信号并输出。 
根据本发明的其它态样,提供一种编码器系统,其具有:马达,使输入轴旋转;第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的角度位置对应的第1检测信号;动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的角度位置对应的第2检测信号;第1位置数据检测电路,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的角度位置的第1位置数据;第2位置数据检测电路,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的角度位置的第2位置数据;位置数据合成电路,合成该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,生成表示该输入轴的多次旋转量与1次旋转内的角度位置的合成位置数据;以及旋转方向检测部,检测根据该第1位置数据的位移所检测的该输入轴的旋转方向与根据该第2位置数据的位移所检测的该输出轴的旋转方向是否为相同方向或是否为相反方向。 
根据本发明的其它态样,提供一种编码器系统中的信号处理方法,该编码器系统具有:马达,使输入轴旋转;第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的角度位置对应的第1检测信号;动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;以及第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的角度位置对应的第2检测信号;该信号处理方法具有:第1位置数据检测步骤,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的角度位置的第1位置数据;第2位置数据检测步骤,根 据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的角度位置的第2位置数据;位置数据合成步骤,合成该第1位置数据检测步骤所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测步骤所检测出的第2位置数据,生成表示该输入轴的多次旋转量与1次旋转内的角度位置的合成位置数据;以及旋转方向检测步骤,检测根据该第1位置数据的位移所检测的该输入轴的旋转方向与根据该第2位置数据的位移所检测的该输出轴的旋转方向是否为相同方向或是否为相反方向。 
根据本发明的其它态样,提供一种编码器系统,其具有:马达,使输入轴旋转;控制器,通过旋转控制信号控制该马达的旋转;第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的角度位置对应的第1检测信号;动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的角度位置对应的第2检测信号;第1位置数据检测电路,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的角度位置的第1位置数据;第2位置数据检测电路,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的角度位置的第2位置数据;位置数据合成电路,合成该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,生成表示该输入轴的多次旋转量与1次旋转内的角度位置的合成位置数据;以及故障检测部,比较根据来自该控制器的旋转控制信号算出的该输入轴的角度位置即输入轴角度位置与该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据,且比较根据来自该控制器的旋转控制信号算出的该输出轴的角度位置即输出轴角度位置与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,并通过该比较的结果的组合检测故障。 
根据本发明的其它态样,提供一种在编码器系统中使用的信号处理方法,该编码器系统具有:马达,使输入轴旋转;控制器,通过旋 转控制信号控制该马达的旋转;第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的角度位置对应的第1检测信号;动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的角度位置对应的第2检测信号;第1位置数据检测电路,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的角度位置的第1位置数据;第2位置数据检测电路,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的角度位置的第2位置数据;以及信号处理部,对来自该控制器的旋转控制信号、该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据、以及该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据进行信号处理;该信号处理部,具有:位置数据合成步骤,合成该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,生成表示该输入轴的多次旋转数与1次旋转内的角度位置的合成位置数据;以及故障检测步骤,比较根据来自该控制器的旋转控制信号算出的该输入轴的角度位置即输入轴角度位置与该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据,且比较根据来自该控制器的旋转控制信号算出的该输出轴的角度位置即输出轴角度位置与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据。 
根据本发明的其它态样,提供一种编码器系统,其具有:第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与输入轴的角度位置对应的第1检测信号;第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出根据输入轴的旋转以既定的传输率旋转的该输出轴的角度位置所对应的第2检测信号;第1位置数据检测电路,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的角度位置的第1位置数据;第2位置数据检测电路,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的角度位 置的第2位置数据;位置数据合成电路,合成该第1位置数据与该第2位置数据,生成表示该输入轴的多次旋转量与1次旋转内的角度位置的合成位置数据;误差修正值储存部,预先储存有在将用以使该输出轴旋转的动力传输装置整体组装于自身编码器系统的状态下预先驱动而求出的值,即用以修正该合成位置数据的误差修正值;以及误差修正电路,根据从该误差修正值储存部读出的该误差修正值修正该位置数据合成电路所生成的该合成位置数据。 
根据本发明的其它态样,提供一种在编码器系统中使用的信号处理方法,该编码器系统具有:第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与旋转的输入轴的角度位置对应的第1检测信号;第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出根据该输入轴的旋转以既定的传输率旋转的输出轴的角度位置所对应的第2检测信号;第1位置数据检测电路,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的角度位置的第1位置数据;以及第2位置数据检测电路,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的角度位置的第2位置数据;在该信号处理方法中,位置数据合成电路,合成该第1位置数据与该第2位置数据,生成表示该输入轴的多次旋转量与1次旋转内的角度位置的合成位置数据;误差修正电路,根据从误差修正值储存部读出的误差修正值修正该位置数据合成电路所生成的该合成位置数据,该误差修正值储存部,预先储存有在将用以使该输出轴旋转的动力传输装置整体组装于自身编码器系统的状态下预先驱动而求出的值,即用以修正该合成位置数据的误差修正值。 
根据本发明的其它态样,提供一种编码器系统,具备:1次旋转绝对型的第1编码器,用以输出与能旋转的第1轴的角度位置对应的第1信号;动力传输装置,以既定传输率将该第1轴的动力传输至能旋转的第2轴;1次旋转绝对型的第2编码器,用以输出与该第2轴的角度位置对应的第2信号;以及信号处理部,至少根据该第1信号 与该第2信号,生成与该第1轴的旋转数量相关的数据。 
根据本发明的态样,提供可不使用外部电池即取得多次旋转信息的编码器系统及信号处理方法。 
附图说明
图1是显示本发明的实施形态的编码器系统构成的方块图。 
图2是显示图1的编码器系统的编码器构成的方块图。 
图3是显示图1的编码器系统的信号处理电路构成的方块图。 
图4是说明作为一例的位置数据合成电路与位置数据比较/对照电路的动作的说明图。 
图5是显示另一实施形态的编码器系统构成的方块图。 
图6是显示图5的编码器系统的信号处理电路构成的方块图。 
图7是显示作为一例的二相模拟正弦波等的波形的波形图。 
图8是显示图7的一个相位区间中第2检测信号与第2位置数据的关系的波形图。 
图9是显示通过输出轴的位置数据算出的输入轴的旋转数量与输入轴的位置数据之间的偏差的示意图。 
图10是显示当有偏差时通过第2位置数据修正电路修正旋转数量的修正方法的表。 
图11是显示发送信号生成输出部输出至第2位置数据修正电路的作为一例的发送信号的波形的波形图。 
图12是显示启动时发送信号生成输出部输出至第2位置数据修正电路的作为一例的发送信号的波形的波形图。 
图13是显示编码器系统的动作的流程图。 
图14是显示编码器系统的合成位置数据的说明图。 
图15是使编码器系统的可靠性、稳定性提升的构成图。 
图16是显示无现有技术的编码器系统所导致的偏差时的合成位置的说明图。 
图17是显示有现有技术的编码器系统所导致的偏差时的合成位 置的说明图。 
图18是显示其它实施形态的编码器系统的信号处理电路构成的方块图。 
图19是显示当输入轴的旋转方向与输出轴的旋转方向成为相同时的二相信号等的波形图。 
图20是显示图19的情形的修正方法的表。 
图21是显示当输入轴的旋转方向与输出轴的旋转方向成为相反时的二相信号等的波形图。 
图22是显示图21的情形的修正方法的表。 
图23是说明从二相信号检测旋转方向的方法的表。 
图24是显示另一实施形态的编码器系统构成的方块图。 
图25是显示编码器系统的信号处理电路构成的方块图。 
图26是说明作为一例的位置数据合成电路与位置数据比较/对照电路的动作的说明图。 
图27是显示其它实施形态的编码器系统的信号处理电路构成的方块图。 
图28是显示输入轴的第1编码器3的旋转角度相对于输出轴的第2编码器4的旋转角度的误差的图。 
图29是显示取得误差修正值的第2方法的情形的编码器系统构成的方块图。 
图30是显示编码器的与图1不同构成的方块图。 
图31是显示图30的编码器系统的信号处理电路构成的方块图。 
【符号说明】 
1    马达 
2    动力传输装置 
3    第1编码器 
4    第2编码器 
5    第2信号处理电路 
6    信号处理电路(第1信号处理电路) 
6A             第1检测信号处理电路 
6B             第2检测信号处理电路 
8              控制器 
9,9A,9B      通信线 
10             输入轴 
11             输出轴 
12             通信线 
13             设定控制线 
14             马达控制线 
15             信号线 
61             第1位置数据检测电路 
62             第2位置数据检测电路 
63             位置数据合成电路 
64             位置数据比较/对照电路 
65             外部通信电路 
66             传输率信息储存部 
67             第1解析能力储存部 
68             第2解析能力储存部 
301            旋转圆盘 
302            发光组件 
303            受光传感器 
401            旋转圆盘 
402            磁气传感器装置 
403,404       磁气传感器 
611            绝对位置检测电路 
612            第1内插电路 
613            位置检测电路 
614            转换表储存部 
621            第2内插电路 
n               齿轮比 
P1              第1位置数据 
P2              第2位置数据 
R1              第1位置数据检测电路61的解析能力 
R2              第2位置数据检测电路62的解析能力 
250             第2位置数据检测电路 
251             第2内插电路 
252             第2位置检测电路 
253             发送信号生成输出部 
256,266        传输率信息储存部 
257,267        第1解析能力储存部 
258,268        第2解析能力储存部 
261             第1位置数据检测电路 
262             第2位置数据修正电路 
263             位置数据合成电路 
264             旋转数量储存部 
265             外部通信电路 
n               传输率 
m               旋转数量 
P1              第1位置数据的值 
P2              第2位置数据的值 
R1              第1位置数据检测电路261的解析能力 
R2              第2位置数据检测电路262的解析能力 
350             第2位置数据检测电路 
351             第2内插电路 
352             第2位置检测电路 
353             发送信号生成输出部 
356,366        传输率信息储存部 
357,367        第1解析能力储存部 
358,368    第2解析能力储存部 
361         第1位置数据检测电路 
362         第2位置数据修正电路 
363         位置数据合成电路 
364         旋转数量储存部 
365         外部通信电路 
3610        旋转方向检测部 
3611        电源供应监视电路 
3612        旋转方向信息储存部 
3613        旋转方向信息设定部 
n           传输率 
m           旋转数量 
P1          第1位置数据的值 
P2          第2位置数据的值 
R2          第2位置数据检测电路350的解析能力 
450         第2位置数据检测电路 
451         第2内插电路 
452         第2位置检测电路 
453         发送信号生成输出部 
456,466    传输率信息储存部 
457,467    第1解析能力储存部 
458,468    第2解析能力储存部 
461         第1位置数据检测电路 
462         第2位置数据修正电路 
463         位置数据合成电路 
464         旋转数量储存部 
465         外部通信电路 
469         故障检测部 
4691        输入轴角度位置算出部 
4692         输出轴角度位置算出部 
4693         比较部 
4694         位置数据比较/对照电路 
n            传输率 
m            旋转数量 
P1           第1位置数据 
P2           第2位置数据 
R1           第1位置数据检测电路461的解析能力 
R2           第2位置数据检测电路450的解析能力 
31           高精度绝对值编码器 
550          第2位置数据检测电路 
551          第2内插电路 
552          第2位置检测电路 
553          发送信号生成输出部 
556,566     传输率信息储存部 
557,567     第1解析能力储存部 
558,568     第2解析能力储存部 
561          第1位置数据检测电路 
562          第2位置数据修正电路 
563          位置数据合成电路 
564          旋转数量储存部 
565          外部通信电路 
5620         误差修正值储存部 
5621         误差修正电路 
5622         故障检测电路 
n            传输率 
m            旋转数量 
P1           第1位置数据的值 
P2           第2位置数据的值 
R2        第2位置数据检测电路550的解析能力 
具体实施方式
以下,参照图式说明本发明的实施形态。图1是显示本发明的一实施形态的编码器系统构成的概略方块图。 
本实施形态中,编码器系统,具有马达1、动力传输装置2、第1编码器(第1绝对位置编码器)3、第2编码器(第2绝对位置编码器)4、输入轴(第1轴)10、以及输出轴(第2轴)11。编码器系统具有上位装置的控制器8、以及控制器8与第1编码器3之间的通信线9。又,第1编码器3与第2编码器4至少通过通信线12连接。 
马达1,根据从控制器8输入的旋转控制信号,使输入轴10旋转。动力传输装置2,根据输入轴10的旋转,以预先决定的传输率(动力传输率)减速而使输出轴11旋转。经由动力传输装置2,输入轴10的动力以既定传输率传输至输出轴11。 
亦即,此编码器系统中,马达1使输入轴10旋转,通过此输入轴10的旋转,经由动力传输装置2使输出轴11旋转。此外,此动力传输装置2,通过例如一个或多个齿轮、皮带装置、链条装置、以及驱动轴装置、或此等的组合所构成。 
第1编码器31是旋转型的绝对编码器,用以输出与输入轴10的旋转中的位置位移(输入轴10的角度位置)对应的第1检测信号。编码器,将旋转方向的机械位移量转换成数字量。 
亦即,第1编码器3,具有检测马达1的输入轴10的角度位置的功能,是能检测机械角360度中的何处的1次旋转型绝对编码器。此外,所谓1次旋转型的绝对编码器,是指不能检测“旋转了几次”、亦即不能检测“多次旋转数据、多次旋转信息”的编码器。 
第2编码器4,与第1编码器3同样地是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与输出轴11的旋转中的位置位移(输出轴11的角度位置)对应的第2检测信号。 
第1编码器3与第2编码器4,例如由旋转圆盘与作为磁气传感 器装置的两个霍尔组件构成,该旋转圆盘具有与输入轴10或输出轴11中对应的轴的旋转对应而旋转的N极与S极,该两个霍尔组件,相对该旋转圆盘的旋转中心轴以彼此角度成为90度的方式配置于既定位置。 
又,通过输入轴10或输出轴11的旋转,使与此轴对应的旋转圆盘作为具有N极与S极的旋转磁石旋转,藉此,从霍尔组件即于1次旋转中分别输出一脉冲的正弦波状信号。此外,霍尔组件,由于彼此具有90度的角度而配置,因此输出具有90度相位差的正弦波、即所谓二相模拟正弦波作为正弦波状的信号。 
如上述,第1编码器3,输出例如分别相对输入轴10的1次旋转为一周期的正弦波且彼此的相位相异预先决定的相位量的两个信号即二相正弦波信号作为第1检测信号。又,与第1编码器3同样地,第2编码器4,输出例如分别相对输出轴11的1次旋转为一周期的正弦波且彼此的相位相异预先决定的相位量的两个信号即二相正弦波信号作为第2检测信号。 
此处,第1编码器3,例如在1次旋转中输出N个信号,第2编码器4,在1次旋转中输出M个信号,动力传输装置2以1∶N的比连结输入轴10与输出轴11。此时,由于第1编码器3每隔1次旋转,第2编码器即旋转1数值,因此能检测出输入轴10的旋转数量,且能检测出输入轴10的旋转中的位置位移(角度位置)。是以,此编码器系统,能检测出输出轴11进行M旋转为止输入轴10的旋转中的N×M个旋转位置、亦即绝对位置。 
亦即,此编码器系统,使用1次旋转型的绝对编码器即第1编码器3与1次旋转型的绝对编码器即第2编码器3作为编码器系统整体,而发挥多次旋转型绝对编码器的功能。因此,此编码器系统中,不需要现有技术的编码器系统所需的预先储存绝对位置的信息的外部电池。 
本实施形态中,第1编码器3于内部具有信号处理电路6。第2编码器4所检测出的第2检测信号经由通信线12输入至此信号处理 电路6。接着,信号处理电路6,根据第1编码器3所检测出的第1检测信号与第2编码器4所检测出的第2检测信号,检测出输入轴10的旋转数与显示1次旋转内的位置位移(角度位置)的合成位置数据。又,信号处理电路6根据第1检测信号与第2检测信号检测出故障等,并将其结果作为错误状态信息。接着,信号处理电路6将所检测出的合成位置数据与错误状态信息经由通信线9输出至控制器8。 
藉此,控制器8中,通过合成位置数据,能从作为多次旋转型绝对编码器的编码器系统检测出输入轴10的旋转数与1次旋转内的位置位移(角度位置)。又,控制器8中,可通过错误状态信息,检测出例如马达1的旋转机构的异常、动力传输装置2的异常、第1编码器3或第2编码器4内装的后述旋转圆盘301、旋转圆盘401的异常等造成的编码器系统的故障。 
其次,使用图2与图3,详细说明已使用图1说明的编码器系统的构成。此外,该图中,对与图1相同的构成赋予同一符号,省略其说明。首先,使用图2说明第1编码器3与第2编码器4的构成。 
<第1编码器3的构成> 
第1编码器3具有检测马达1的输入轴的旋转中的置位移(角度位置)的功能,是能检测随着输入轴的旋转而旋转的标记器位于机械角360度的何处的1次旋转型绝对编码器。此第1编码器3例如是1次旋转型绝对编码器,亦是光学式编码器。 
详细说明此第1编码器3的构成的具体例。此第1编码器3中,旋转圆盘301是于随着输入轴10的旋转而旋转的圆盘上具有通过既定的M系列码决定的绝对图案与递增图案的构成。从发光组件302发出的光,通过此旋转缘盘301的各图案而射入受光传感器303。接着,从受光传感器303将从绝对图案所检测的信号与从递增图案所检测的信号的两种类的信号作为第1检测信号输出至信号处理电路6。 
从此受光传感器303输出的两种类的信号中一方的信号且从绝对图案检测出的信号,作为绝对位置检测用信号(或M系列信号)输入至信号处理电路6(后述的绝对位置检测电路611)。 
又,从此受光传感器303输出的两种类的信号中另一方的信号且是从递增图案检测出的信号,作为第1递增信号(或二相仿真正弦波信号)输入至信号处理电路6(后述的第1内插电路612)。 
<第2编码器4的构成> 
第2编码器4,具有检测从马达1的输入轴10经由动力传输装置2连接的输出轴11的旋转的位移位置即位置信息的功能。此第2编码器4,输出于磁气式的一旋转产生1λ( 相位角,360度)的位移的90度相位差的模拟正弦波。第2编码器3例如是1次旋转型绝对编码器,亦是磁气式编码器。因此,此第2编码器4与第1编码器3相较,其构成简易且廉价。 
说明此第2编码器4的构成的具体例。此第2编码器4具有旋转圆盘401(具有于圆盘面上二分割成N极与S极的区域)、亦即具有N极与S极的构成的旋转圆盘401。此旋转圆盘401随着输出轴11的旋转而旋转。 
于此旋转圆盘401上配置有磁气传感器装置402。此磁气传感器装置402,是由旋转圆盘401所旋转的圆周上配置的两个磁气传感器403与磁气传感器404构成。此两个磁气传感器403与磁气传感器404,例如是于既定位置配置成彼此的位置相对旋转圆盘401的旋转中心轴为90度的角度的霍尔组件。 
磁气传感器装置402,依具有N极与S极的旋转圆盘401作为旋转磁石的一旋转,而就一旋转输出一脉冲的正弦波状信号。此外,磁气传感器装置402,由于具有彼此呈90度的角度的磁气传感器403与磁气传感器404,因此可从此磁气传感器装置402经由各磁气传感器输出具有90度的相位差的二相模拟正弦波(例如A、B的二相信号)。 
接着,从此磁气传感器装置402输出的二相模拟正弦波作为第2检测信号亦即第2递增信号输入至信号处理电路6(后述第2内插电路621) 
<信号处理电路6的构成> 
其次,使用图3说明信号处理电路6的构成。信号处理电路6 具有第1位置数据检测电路61、第2位置数据检测电路62、位置数据合成电路63、位置数据比较/对照电路64、外部通信电路65、传输率信息储存部66、第1解析能力储存部67、以及第2解析能力储存部68。 
于传输率信息储存部66中,预先储存有显示连结第1编码器3与第2编码器4的预先决定的动力传输装置2的传输率(例如齿轮比)值的信息而作为传输率信息(例如齿轮比信息)。于第1解析能力储存部67中,预先储存有第1位置数据检测电路61的解析能力以作为第1解析能力。于第2解析能力储存部68中,预先储存有第2位置数据检测电路62的解析能力以作为第2解析能力。 
第1位置数据检测电路61,根据从受光传感器303输入的第1检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测显示输出轴11的旋转中的位置位移(角度位置)的第2位置数据。 
位置数据合成电路63,合成第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据,生成显示输入轴10的旋转数与1次旋转内的位置位移(角度位置)的合成位置数据。此外,当此位置数据合成电路63,合成第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部66读出的传输率信息合成合成位置数据。接着,位置数据合成电路63,将所生成的合成位置数据经由外部通信电路65通过通信线9输出至控制器8。 
此外,此位置数据合成电路63,详细而言在合成第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部66读出的传输率信息、从第1解析能力储存部67读出的第1解析能力、以及从第2解析能力储存部68读出的第2解析能力,通过预先决定的算出方法合成合成位置数据。 
位置数据比较/对照电路64,比较及对照第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路62所检测出 的第2位置数据。此外,此位置数据比较/对照电路64,当比较及对照第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部66读出的传输率信息进行比较及对照。接着,位置数据比较/对照电路64,将比较及对照后的结果作为错误状态信息,经由外部通信电路65通过通信线9输出至控制器8。 
此位置数据比较/对照电路64,通过如下的处理,比较及对照第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据。 
首先,位置数据比较/对照电路64,根据第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据与从传输率信息储存部66读出的传输率信息,算出与第1位置数据检测电路61所检测的第1位置数据对应的位置数据作为推定值。详细而言,位置数据比较/对照电路64,根据第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据、从传输率信息储存部66读出的传输率信息、从第1解析能力储存部67读出的第1解析能力、以及从第2解析能力储存部68读出的第2解析能力,算出推定值。 
其次,位置数据比较/对照电路64,算出所算出的推定值与第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据的差作为误差推定值。 
接着,位置数据比较/对照电路64,通过判定所算出的误差推定值是否在预先决定的值的范围内,来比较及对照第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据。详细而言,位置数据比较/对照电路64,通过判定所算出的误差推定值,是否在通过相较于从第1解析能力储存部67读出的第1解析能力而预先决定的比例预先决定的值的范围内,来比较及对照第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据。 
此处,位置数据比较/对照电路64在判定所算出的误差推定值时,作为相较于从第1解析能力储存部67读出的第1解析能力而预 先决定的比例例如为1/4的比例以下。亦即,当比较推定值(亦即根据通过第2位置数据检测电路62所检测出的第2位置数据推定通过第1位置数据检测电路61所检测的第1位置数据的值)与实际通过第1位置数据检测电路61所检测出的第1位置数据时,检测是否未产生1/4周以上的偏差。此外,虽记载用以与所算出的误差推定值的绝对值比较的比例为1/4,但此相当于1/4周。此外,亦可将比例的值设为例如1/8,使产生的偏差的容许量更小。 
外部通信电路65,经由通信线9执行与控制器8之间的通信处理。又,外部通信电路65,将通过通信线9从控制器8接收的传输率信息储存于传输率信息储存部66。又,外部通信电路65,将通过通信线9从控制器8接收的第1解析能力储存于第1解析能力储存部67。又,外部通信电路65,将通过通信线9从控制器8接收的第2解析能力储存于第2解析能力储存部68。 
<第1位置数据检测电路61与第2位置数据检测电路62的构成> 
第1位置数据检测电路61具有绝对位置检测电路611、第1内插电路612、位置检测电路613、转换表储存部614。第2位置数据检测电路62具有第2内插电路621。 
于转换表储存部614中,将绝对位置检测用信号(M系列信号)与显示输入轴在1次旋转内的绝对位置的信息即既定解析能力的绝对位置数据赋予关连关系后预先储存。此绝对位置数据,是显示输入轴10的旋转的绝对位置的信息。 
绝对位置检测电路611,通过以转换表储存部614转换(解码)从受光传感器303输入的绝对位置检测用信号,检测出绝对位置数据。亦即,绝对位置检测电路611,通过从转换表储存部614读出相当于从受光传感器303输入的绝对位置检测用信号的绝对位置数据,将绝对位置检测用信号转换成绝对位置数据,以检测出绝对位置数据。 
第1内插电路612对从受光传感器303输入的第1递增信号进行内插处理。亦即,第1内插电路612,对从受光传感器303输入的二 相模拟正弦波即第1递增信号进行电气细分。 
位置检测电路613,根据绝对位置检测电路611所输出的绝对位置数据与第1内插电路612已进行内插处理的第1递增信号,检测第1位置数据。具体而言,此位置检测电路613,通过预先决定的算出方法,对绝对位置检测电路611所检测出的绝对位置数据与经第1内插电路612细分化的递增信号进行整合且合成,算出较绝对位置检测电路611所检测出的绝对位置数据高的绝对位置数据即第1位置数据。 
第2内插电路621对从第2编码器装置的磁气传感器装置输入的第2递增信号进行内插处理以检测出第2位置数据。此第2内插电路621,根据从磁气传感器402输入的二相模拟正弦波即第2递增信号,通过预先决定的内插处理,以与第1编码器3所检测的位置解析能力接近或同等的解析能力生成绝对位置信息即第2位置数据。 
不过,通过第2内插电路621所细分的分割数,为连结第1编码器3与第2编码器4的动力传输装置2的传输率倍数的关系(将此倍数值设为Np。不过倍数值Np为2以上)。再者,为了实现与第1编码器3的位置解析能力接近或同等的解析能力,须增大第2内插电路621的因子即倍数值Np的值,以提高解析能力。 
又,关于动力传输装置2的传输率的值的信息即传输率信息可从外部(例如经由通信线9与外部通信电路65)设定,此已设定的传输率信息,设定且储存于信号处理电路6内装的传输率信息储存部66。此传输率信息储存部66,例如是不挥发系内存。因此,传输率信息只要设定了1次,即使编码器系统的电源切掉亦不会消失。通过本构成,能增加编码器系统中可使用的动力传输装置2及动力传输装置2的传输率的选项。 
如上述说明,此第2内插电路621,根据从传输率信息储存部66读出的传输率信息与从磁气传感器装置402输入的二相模拟正弦波即第2递增信号,通过预先决定的方法进行内插处理,以与第1编码器3所检测的位置解析能力接近或同等的解析能力生成绝对位置信息即 第2位置数据。 
位置数据合成电路63,从自第2编码器4取得的第2位置数据与传输率信息,检测出马达1的输入轴旋转了几次、亦即第1编码器3的多次旋转信息。其原因在于,将第2位置数据以第2内插电路621的因子Np除算时的商(整数部)相当于第1编码器3的多次旋转信息之故。 
通过此位置数据合成电路63,即使不使用以往的多旋转型绝对编码器中主要用以储存多次旋转信息所需的外部电池,仍能从第2编码器4的位置信息得知第1编码器的多次旋转信息。 
亦即,本实施形态的编码器系统中,位置数据合成电路63,一边整合通过第1编码器3所求出的1次旋转内的绝对位置信息与从第2编码器4求出的多次旋转信息并一边将的合成,而能作为不需电池装置的多次旋转型绝对编码器进行动作。 
一般而言,编码器被广泛适用的使用AC伺服马达的机器人系统其作动的外部环境极为恶劣,在高温、高湿、充满电气干扰中进行动作的例极多。特别是针对电子电路的问题,有可能会因电场/磁场的干扰(通称”噪声”)而进行错误动作。又,一旦编码器系统进行错误动作,就必须例如使产线长时间停止,因噪声导致的错误动作有可能会带来极大的影响。 
本实施形态中,通过位置数据比较/对照电路64随时比较第1位置数据与第2位置数据的两系统的位置数据,当万一某一方的系统故障时,即可通过比较对照结果不一致检测出编码器系统的不良情形。 
因此,此编码器系统可通过位置数据比较/对照电路64提高从第1编码器3或第2编码器4输出的位置信息的可靠性。具体而言,可检测出马达1的旋转机构的异常、动力传输装置2的异常、第1编码器3或第2编码器4所内装的旋转圆盘301或旋转圆盘401的异常。进而,此编码器系统,可将以往编码器系统无法检测的旋转圆盘301或旋转圆盘401的空转亦当作“异常”检测出。 
其次,使用图4详细说明位置数据合成电路63与位置数据比较/对照电路64所执行的处理。此处,将第1位置数据检测电路61的解析能力亦即位置检测电路613的解析能力设为13位,将第2位置数据检测电路62的解析能力设为11位,亦即,第1位置数据检测电路61输出0至8191(=213-1)的范围内的整数值即第1位置数据。接着,第2位置数据检测电路62输出0至2047(=211-1)的范围内的整数值即第2位置数据。又,此处在将动力传输装置2的传输率设为100,于传输率信息储存部66预先储存有值为100的传输率信息的状况下进行说明。 
此处,作为一例,说明第1位置数据检测电路61系将第1位置数据的值设为1000输出,第2位置数据检测电路62系将第2位置数据的值设为310输出的情形。又,说明输入轴10的旋转数量为15的情形。 
首先,说明位置数据合成电路63。位置数据合成电路63通过下式1算出合成位置数据。 
合成位置数据=P1+INT(n×P2/R2)...(式1) 
此处,P1为第1位置数据,P2为第2位置数据,n为传输率。又,R2为第2位置数据检测电路62的解析能力。此外,INT是舍去小数点以下的值仅抽出整数部分的运算子。 
位置数据合成电路63,通过此式1,将第2位置数据检测电路62的1次旋转内的位置比例(P2/R2)乘上传输率(n)的值的整数部分(INT)的值加算第1位置数据(P1)后的值,作为合成位置数据算出。 
此时,由于第1位置数据P1的值是1000,第2位置数据P2的值是310,传输率n的值是100,第2位置数据检测电路62的解析能力R2的值是2048,因此位置数据合成电路63通过上述式1算出123865作为合成数据的值。 
其次说明位置数据比较/对照电路64。位置数据比较/对照电路64首先通过下式2算出推定值。 
推定值=mod(P2/R2)×n×R1...(式2) 
此处,R1是第1位置数据检测电路61的解析能力。又,mod是舍去整数部分而仅抽出小数部分的运算子。此外,式2中与式1相同的记号显示与式1相同的物理量。 
位置数据比较/对照电路64,通过此式2,将第2位置数据检测电路62的1次旋转内的位置比例(P2/R2)的小数部分的值乘上传输率(n)与第1位置数据检测电路61的解析能力R1后的值,作为推定值算出。 
此时,由于第2位置数据P2的值是310,第2位置数据检测电路62的解析能力R2的值是2048,传输率的值是100,第1位置数据检测电路61的解析能力R1的值是8192,因此位置数据比较/对照电路64通过上述式2算出1024作为推定值。 
其次,位置数据比较/对照电路64,通过下式3算出误差推定值。 
误差推定值=推定值-P1...(式3) 
此处,式3的推定值是以上述式2算出的推定值。位置数据比较/对照电路64,将通过此式3算出的推定值与第1位置数据P1的差作为误差推定值算出。此时,由于推定值的值是1024,第1位置数据P1是1000,因此位置数据比较/对照电路64通过上述式3算出24作为误差推定值的值。 
其次,位置数据比较/对照电路64,判定通过上述式3算出的误差推定值的绝对值相较于第1位置数据检测电路61的解析能力R1是否为例如1/8以下。此时,由于所算出的误差推定值的值是24,第1位置数据检测电路61的解析能力R1的值是8192,所算出的误差推定值的绝对值相较于第1位置数据检测电路61的解析能力R1为1/8以下,因此位置数据比较/对照电路64即判定判定结果为正常。此外,当所算出的误差推定值的绝对值相较于第1位置数据检测电路61的解析能力R1非为1/8以下时,位置数据比较/对照电路64即判定为异常。 
如上述所说明,本实施形态的编码器系统中,输入轴10的编码 器即第1编码器3,是所谓“1次旋转型绝对编码器”,在有数的编码器的构成方式中,特别称为光学式只编码器。 
再者,使用具有预先决定的传输率的动力传输装置2,且于输出轴11设有第2编码器4。 
此处的重点在于,此第2编码器4是所谓磁气式编码器,且此第2编码器4与第1编码器3相同地是1次旋转型绝对编码器。 
此第1编码器3及第2编码器4由于均为1次旋转型绝对编码器,因此其特征在于不需要外部电池。其次,详细说明为何以此等构成能取得“多次旋转信息”。 
此处,将动力传输装置2的传输率设为100来作说明。首先,当输入轴10旋转100次后,第2编码器4刚好进行了360度旋转、亦即1次旋转。假设,第2编码器4是通过内插处理将输出轴11的1次旋转分割、细密化读取成100的区域的1次旋转型绝对编码器时,可通过补足第1编码器3与第2编码器4两者的数据,而作为编码器系统,构成可将输入轴10的多次旋转信息储存至100次旋转的多次旋转绝对编码器。 
根据此原理,可作成不但具有多次旋转信息的编码器系统、且不需外部电池的构成。 
又,如使用实施形态所说明般,于第1编码器3内装有内插电路(例如信号处理电路6的内插电路621),而进行所谓的“细分化读取”。从第2编码器4将具有90度相位差的模拟正弦波引入输入轴10的第1编码器3中,内装于第1编码器3的内插电路,根据此信号转换成更细分化的位置信号(亦即将位置切割成较细)。 
[作用] 
此处,通过内插电路所求出的信号,依照解析能力的设定,可作为与第1编码器3大致相同的位置数据处理。亦即,此编码器系统中,与第1编码器3正好存在两个的事等价。通过比较、对照此等两系统的数据,先不论真正的原因在于第1编码器3或第2编码器4中的任一编码器,当任一系统产生某种故障时,可通过上述比较手段将此不 良情形表面化。 
其即是所谓的检测系统的二重化、增长化本身。亦即能增长检测系统来提高编码器系统的可靠性。 
此外,检测系统虽经二重化,但一个编码器是光学式编码器,另一个则是磁气式编码器。此磁气式编码器即第2编码器4,较光学式编码器廉价。因此,虽检测系统经二重化,但编码器系统整体的成本,与搭载两个光学式编码器的情形相较较为廉价。 
从另一个观点来看,本发明具有为了使的高可靠性而有利的构成的根据。其是对干扰的牢靠性的优位性。一般被称为电气噪声、干扰的电磁噪声,详细能大分为因电场所致者、磁场所致者。例如为磁气式编码器时,对磁场的干扰较弱,当为光学式编码器时,与一般电子电路同样地主要是因电场的影响而产生错误动作。 
虽场(Field)的干扰必须假定所有干扰,但由于上述第1编码器3是光学式编码器,因此即使遭受磁气噪声,亦完全不会受影响。另一方面,由于第2编码器4为磁气式编码气,因此对电场的干扰完全不受影响,而为一牢靠的编码气。 
亦即,第1编码器3与第2编码器4可相互补强各自牢靠的部分,其结果能建构牢靠的编码器系统,其为一大优点。 
此外,上述说明中,虽是以第1编码器3内部具有信号处理电路6者来进行说明,但并不限于此。例如,亦可于第2编码器4或动力传输装置2等的内部具有信号处理电路6。又,亦可将信号处理电路6作成一个装置,而由编码器系统具有此信号处理电路6。 
又,上述中,虽说明输出轴11通过动力传输装置2以预先决定的传输率减速使输入轴10旋转,但此动力传输装置2并不限于一个齿轮。例如,亦可通过一个或多个齿轮、皮带装置、链条装置、以及驱动轴装置或此等的组合,构成将预先决定的传输率使输出轴11减速以使输入轴10旋转的动力传输装置,并将此动力传输装置作为动力传输装置2。此时,于传输率信息储存部66将显示此动力传输装置的传输率的值的信息作为传输率信息储存。 
此外,传输率信息储存部66或转换表储存部614,通过硬件装置或光磁盘装置、闪存等的不挥发性的内存、或仅能读出CD-ROM等的记忆媒体、RAM(Random Access Memory,随机存取内存)之类的挥发性内存、或此等的组合来构成。 
此外,图3中的信号处理电路6及构成信号处理电路6的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或通过内存及微处理器来实现。 
此外,信号处理电路6及构成信号处理电路6的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或将信号处理电路6及构成信号处理电路6的各电路由内存及CPU(中央运算装置)构成,通过内存读出用以实现信号处理电路6及构成信号处理电路6的各电路的功能的程序,以使其实现该功能。 
本实施形态中,可提供不需用以预先储存绝对位置的信息的外部电池、能增大定期维修的时间间隔、减轻维修服务的劳力的编码器系统及信号处理方法。 
又,本实施形态中,能提供即使在充满干扰的环境下亦不会受到致命影响且不会产生严重至停止生产线的错误动作、牢靠的编码器系统及信号处理方法。 
又,本实施形态中,能提供不但是多次旋转型绝对编码器、且不需用以预先储存绝对位置的信息的外部电池,且能对系统整体的功能安全产生贡献的编码器系统及信号处理方法。 
本实施形态中,具有将输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转的动力传输装置的编码器系统的信号处理电路,从自第1绝对位置编码器输入的第1检测信号检测显示输入轴的旋转中的位置位移的第1位置数据,从自第2绝对位置编码器输入的第2检测信号检测显示输出轴的旋转中的位置位移的第2位置数据,合成第1位置数据与第2位置数据,生成输入轴的旋转数与显示1次旋转内的位置位移的合成位置数据,且比较及对照第1位置数据与第2位置数据,藉此能提供不但是多次旋转型绝对编码器、且不需用以预先储存绝对位置的信息的外部电池,且能对系统整体的功能安全产生贡献的编码器系 统及信号处理方法。 
其次,说明其它实施形态。此外,对与上述实施形态相同的构成要素赋予同一符号,省略或简化其说明。 
本实施形态中,编码器系统,如图5所示具有马达1、动力传输装置2、第1编码器(第1绝对位置编码器)3、第2编码器(第2绝对位置编码器)4、输入轴10、以及输出轴11、以及用以从第2编码器4将显示输入轴10的多次旋转量的信号传送至第1编码器3的通信线12。又,编码器系统具有上位装置的控制器8、控制器8与第1编码器3之间的通信线9、以及连接控制器8与马达1之间的马达控制线14。 
第1编码器3与第2编码器4,例如由旋转圆盘与作为磁气传感器装置的两个霍尔组件构成,该旋转圆盘具有与输入轴10或输出轴11中对应的轴的旋转对应而旋转的N极与S极,该两个霍尔组件,相对该旋转圆盘的旋转中心轴以彼此角度成为90度的方式配置于既定位置。又,通过输入轴10或输出轴11的旋转,使与此轴对应的旋转圆盘作为具有N极与S极的旋转磁石旋转,藉此,从霍尔组件即于1次旋转中分别输出一循环(一脉冲)的正弦波状信号。此外,霍尔组件,由于彼此具有90度的角度而配置,因此输出具有90度相位差的正弦波、即所谓二相模拟正弦波(例如A、B的二相信号)作为正弦波状的信号。此二相模拟正弦波的例如A相信号及B相信号显示于图7。关于此图7留待的后详述。 
例如,将第2编码器4的1次旋转的解析能力设为M,动力传输装置2以1∶N的比连结输入轴10与输出轴11。此时,由于第1编码器3每隔1次旋转,第2编码器即旋转1数值。因此,可通过第2编码器4的角度位置,检测出输入轴10的多次旋转的旋转数量,且通过第1编码器3的角度位置,能检测出输入轴10的旋转中的位置位移。接着,此编码器系统,能检测出输出轴11进行1次旋转为止输入轴10的旋转中的N×M个旋转位置、亦即绝对位置。 
本实施形态中,编码器系统,亦使用1次旋转型的绝对编码器即 第1编码器3与1次旋转型的绝对编码器即第2编码器3作为编码器系统整体,而发挥多次旋转型绝对编码器的功能。因此,此编码器系统中,不需要现有技术的编码器系统所需的预先储存绝对位置的信息的外部电池。 
本实施形态中,编码器系统具有第1信号处理电路6与第2信号处理电路5(后述的第2位置数据检测电路250)。例如,第1编码器3于内部具有第1信号处理电路6。又,第2编码器4于内部具有第2信号处理电路5。 
第2编码器4所检测出的第2检测信号输入至此第2信号处理电路5。接着,此第2信号处理电路2,根据从第2编码器4输入的第2检测信号,进行预先决定的信号处理(第2信号处理),检测出显示输出轴11的旋转中的位置位移的第2位置数据。亦即,此第2信号处理电路5,对所输入的第2检测信号进行内插处理以检测第2位置数据。 
接着,此第2信号处理电路5将所检测出的第2位置数据经由通信线12输出至第1编码器3。此外,当第2信号处理电路5检测第2位置数据时,例如如后所述,以相较于动力传输装置2的传输率至少两倍以上的预先决定的解析能力检测第2位置数据。 
又,第1编码器3于内部具有第1信号处理电路6。第2编码器4所检测出的第2位置数据经由通信线12输入至此第1信号处理电路6。又,第1信号处理电路6对第1编码器3所检测出的第1检测信号进行内插处理以检测显示输入轴10的角度位置的第1位置数据。 
接着,第1信号处理电路6,根据所检测出的第1位置数据与所输入的第2位置数据,检测出输入轴10的旋转数量与显示1次旋转内的位置位移的合成位置数据。又,第1信号处理电路6将所检测出的合成位置数据经由通信线9输出至控制器8。 
藉此,控制器8中,通过合成位置数据,能从作为多次旋转型绝对编码器的编码器系统检测出输入轴10的旋转数量与1次旋转内的位置位移。又,控制器8,根据所输入的合成位置数据经由马达控制 线14控制马达1的旋转。 
此外,第1信号处理电路6与第2信号处理电路5通过设定控制线13连接。第1信号处理电路6经由此设定控制线13变更第2信号处理电路5内装的后述储存部所储存的设定值的值。 
其次,使用图6,说明已使用图5说明的编码器系统的构成、特别是第2信号处理电路5与第1信号处理电路6的构成。此外,图6中,对与图5相同的构成赋予同一符号,省略其说明。 
<第2信号处理电路5与第1信号处理电路6的构成> 
第2信号处理电路5具有第2位置数据检测电路250。此第2位置数据检测电路250具有第2内插电路251、第2位置检测电路(位置检测电路)252、发送信号生成输出部253、传输率信息储存部256、第1解析能力储存部257、第2解析能力储存部258、以及转换信息储存部259。另一方面,第1信号处理电路6具有第1位置数据检测电路261、第2位置数据修正电路262、位置数据合成电路263、旋转数量储存部264、外部通信电路265、传输率信息储存部266、第1解析能力储存部267、以及第2解析能力储存部268。 
<第2位置数据检测电路250的各构成> 
首先说明第2位置数据检测电路250的各构成。于传输率信息储存部256中,预先储存有显示连结第1编码器3与第2编码器4的预先决定的动力传输装置2的传输率值的信息而作为传输率信息。于第1解析能力储存部257中,预先储存有第1位置数据检测电路261的解析能力以作为第1解析能力。于第2解析能力储存部258中,预先储存有第2位置数据检测电路250的解析能力以作为第2解析能力。 
第2内插电路251,对从第2编码器4输入的第2检测信号进行内插处理以检测第2位置数据。第2位置检测电路252,将第2内插电路251所检测出的第2位置数据与从传输率信息储存部256读出的传输率信息相乘后的值除以从第2解析能力储存部258读出的第2解析能力的值后的值的整数部分值,算出作为旋转数量,且将该除算后的值的小数部分值乘上从第1解析能力储存部257读出的第1解析能 力的值算出作为推定值。此推定值是根据第2编码器4所检测出的第2检测信号算出通过第1编码器3正确地检测的第1位置数据并推定的位置数据。 
例如,第2位置检测电路252通过下式4及式5算出旋转数量(m)与推定值。 
旋转数量(m)=INT(n(P2/R2))...(式4) 
推定值s=n(P2/R2)-m...(式5) 
上述的式4与式5中,P2是第2内插电路251所检测出的第2位置数据,R2第2解析能力储存部258所储存的第2解析能力,n是从传输率信息储存部256读出的传输率信息。又,此外,INT是舍去小数点以下的值仅抽出整数部分的运算子。 
如上述,此第2位置数据检测电路250,通过第2内插电路251与第2位置检测电路252,根据对第2编码器4所检测出的第2检测信号进行内插处理后的值与从传输率信息储存部256读出的传输率信息,算出第1编码器3的旋转数量且算出与第1位置数据对应的位置数据作为推定值。 
针对此第2位置数据检测电路250进行更详细的说明。 
位置数据合成电路63,通过此式1,将第2位置数据检测电路62的1次旋转内的位置比例(P2/R2)乘上传输率(n)的值的整数部分(INT)的值加算第1位置数据(P1)后的值,作为合成位置数据算出。于转换信息储存部259,预先将第2检测信号与第2位置数据赋予关连关系后储存。进而,于此转换信息储存部259,预先储存有当二相正弦波信号中的一方信号的值较另一方的信号大时,将另一方的信号除以一方的信号后的值、以及与此除算后的值对应的第2位置数据,且预先储存有当一方信号的值较另一方的信号小时,将一方的信号除以另一方的信号后的值、以及与此除算后的值对应的第2位置数据。 
第2内插电路251,该转换信息储存部259读出与第2编码器4所输出的第2检测信号相符的第2位置数据,以检测出第2位置数据。进而,此第2内插电路251,当二相正弦波信号中的一方信号的值较 另一方的信号大时,根据将另一方的信号除以一方的信号后的值,从转换信息储存部259读出与此值相符的第2位置数据,以检测第2位置数据。另一方面,此第2内插电路251,当二相正弦波信号中的一方信号的值较另一方的信号小时,根据将一方的信号除以另一方的信号后的值,从转换信息储存部259读出与此值相符的第2位置数据,以检测第2位置数据。 
此处,使用图7说明预先赋予关连关系而储存于转换信息储存部259的第2检测信号与第2位置数据。此处,说明第2检测信号系二相正弦波信号,二相正弦波信号中的一方信号为A相信号,二相正弦波信号中的另一方信号为B相信号。此图7中,横轴x与输出轴11的1次旋转中的的相位0~2π对应(图式中从-π至π)、亦即与第2位置数据对应。又,纵轴y与A相信号、B相信号、以及用以从第2检测信号检测出第2位置数据的曲线C对应。 
此处,A相信号与B相信号,是分别从霍尔组件输出的正弦波,此霍尔组件由于在第2编码器内以90度的角度设置,因此其相位相差90度。因此,A相信号与B相信号是例如SIN及COS的关系。此处,以A相信号为SIN,以B相信号为COS(图式中为-COS)进行说明。 
当A相信号的值大于B相信号的值时,将B相信号的值除以A相信号的值后的值、亦即将COS除以SIN后的值即COT的值,作为曲线C的值。相反地,当A相信号的值小于B相信号的值时,将A相信号的值除以B相信号的值后的值、亦即将SIN除以COS后的值即TAN的值,作为曲线C的值。于转换信息储存部259中,通过此曲线C的值,将对应第2检测信号的COT或TAN与第2位置数据赋予关连后储存。 
第2内插电路251,当从第2编码器4输入第2检测信号、亦即二相正弦波信号的A相信号的值与B相信号的值时,首先,判定A相信号的值与B相信号的值哪一方的值较大。当此判定结果是A相信号的值大于B相信号的值时,第2内插电路251即将B相信号的值除 以A相信号的值,并从转换信息储存部259读出与此除算后的值相符的第2位置数据,以检测出第2位置数据。相反地,当此判定结果是A相信号的值小于B相信号的值时,第2内插电路251即将A相信号的值除以B相信号的值,并从转换信息储存部259读出与此除算后的值相符的第2位置数据,以检测出第2位置数据。 
此外,通过上述转换信息储存部259与第2内插电路251可有下述的效果。首先,A相信号与B相信号有可能因相位而有任一方的值成为趋近于0的值。此时,当将另一方的信号除以趋近于0的值的一方信号时,由于所算出的值可能会发散,因此可能无法正常地算出。又,即使能算出,误差可能会变大。 
此处,二相正弦波的A相信号与B相信号,其相位不同,而成为例如COS与SIN的关系。因此,不会有A相信号的值与B相信号的值中两方的值均成为趋近于0的值的情形。藉此,当一方的值趋近于0时,亦可如上述通过将另一方的值除以值较大的一方信号,来进行正常地除算。又,当通过以与0对比较大的值进行除算运算,亦能使因除算导致的误差变大的可能性消失。通过如上述能进行正常的除算运算,第2内插电路251即可正常地或减去误差来检测出第2位置数据。 
如上述,本实施形态中,将A相信号的值与B相信号的值的两个信号信息,转换成将任一方除以另一方后的值的一个信号信息,并能根据此一个信号信息检测出第2位置数据。 
此外,输出轴的1次旋转中预先决定的各相位区间中,第2检测信号与第2位置数据之间为相同的关系或以相位区间中心的相位的线为对称轴而为镜像对称的关系。例如,图7中,相位的值为-ππ至-(3/4)π与(3/4)π至π的第1相位区间、-(3/4)π至-(1/4)π的第2相位区间、-(1/4)π至(1/4)π的第3相位区间、以及(1/4)π至(3/4)π的第4相位区间,其具有有对称性的四个相位区间。又,在此第1相位区间与第3相位区间的相位区间中、以及第2相位区间与第4相位区间的相位区间中,第2检测信号与第2位置数据之间为相 同的关系。又,例如第1相位区间与第2相位区间的相位区间之间,第1相位区间中的第2检测信号与第2位置数据是以第2相位区间的中心的相位、亦即以-(1/2)?为中心轴成镜像对称的第2检测信号与第2位置数据为相同的关系。 
如上述,由于每个相位区间中第2检测信号与第2位置数据之间为具有相同或镜像对称的关系,因此于转换信息储存部259,能将第2检测信号与第2位置数据赋予关连关系,仅针对一个相位区间量预先储存。例如,如图8所示,将-(1/4)π至(1/4)π的第3相位区间中的第2检测信号与第2位置关系赋予关连关系,仅针对一个相位区间量预先储存。藉此,能减低需预先储存于转换信息储存部259的第2检测信号与第2位置数据的数据量。 
又,此时,第2内插电路251,判定输出轴的旋转位置是否符合与输出轴的1次旋转对应的多个相位区间中的任一相位区间。接着,第2内插电路251根据与该判定的相位区间对应而预先决定的基准相位、与从转换信息储存部259读出的一个相位区间中的第2位置数据,算出输出轴的旋转的1次旋转中的第2位置数据,以检测第2位置数据。例如,第2内插电路251将此基准相位的值与第2位置数据的值相加,以检测第2位置数据。 
例如,第2内插电路251,判定根据第2检测信号的值预先决定的多个条件中,所输入的第2检测信号的值满足哪一个条件。接着,通过选择预先与所满足的条件被赋予关连关系的相位区间,来判定输出轴的旋转位置是否符合与输出轴的1次旋转对应的多个相位区间中的任一相位区间。 
例如,图7中,根据第2检测信号的值预先决定的多个条件与和此条件被赋予关连关系的相位区间,是如下的关系。 
(1)当A相信号的值小于B相信号的值(A相信号的值<B相信号的值)且B相信号的值为正(B相信号的值>0)时为第1相位区间。 
(2)当A相信号的值大于B相信号的值(A相信号的值>B相信号的值)且A相信号的值为负(A相信号的值<0)时为第2相位区间。 
(3)当A相信号的值小于B相信号的值(A相信号的值<B相信号的值)且B相信号的值为负(B相信号的值<0)时为第3相位区间。 
(4)当A相信号的值大于B相信号的值(A相信号的值>B相信号的值)且A相信号的值为正(A相信号的值>0)时为第4相位区间。 
此各相位区间中预先定有基准相位。例如各相位区间的中心的相位的值预先决定为基准相位。例如第1相位区间的基准相位的值为-π(或π),第2相位区间的基准相位的值为-(1/2)π,第3相位区间的基准相位的值为0,第4相位区间的基准相位的值为(1/2)π。 
此外,此基准相位例如亦可与各相位区间赋予关连关系后预先储存于第2位置数据检测电路250所具有的基准相位储存部。此时,第2内插电路251,如上述选择相位区间并从基准相位储存部读出与该选择的相位区间相符的基准相位。进而,第2内插电路251,将二相正弦波信号的A相信号与B相信号中将另一方的值除以值较大的一方的值,根据基于所选择的相位区间的对称性从转换信息储存部259读出与该除算后的值相符的第2位置数据。接着,第2内插电路251将所读出的第2位置数据与所读出的基准相位相加并合成,检测出第2位置数据。 
此外,上述中,虽区分成第1相位区间至第4相位区间的四个相位区间,但区分方法不限定于此。例如,亦可如图8所示,-(1/4)π至(1/4)π的区间的第2检测信号与第2位置数据,于原点0具有点对称性。因此,仅只要有0至(1/4)π的区间的信息,即可根据点对称性算出-(1/4)π至0的信息。因此,须预先储存于转换信息储存部259的第2检测信号与第2位置数据,仅需0至(1/4)π的区间的信息,而亦能更加减低数据量。 
<第1信号处理电路6的各构成> 
其次,说明图6的第1信号处理电路6的各构成。于传输率信息储存部266中,与传输率信息储存部256同样地,预先储存有显示连结第1编码器3与第2编码器4的预先决定的动力传输装置2的传输率值的信息而作为传输率信息。于第1解析能力储存部267中,与第 1解析能力储存部257同样地,预先储存有第1位置数据检测电路261的解析能力以作为第1解析能力。于第2解析能力储存部268中,与第2解析能力储存部258同样地,预先储存有第2位置数据检测电路250的解析能力以作为第2解析能力。 
第1位置数据检测电路261,根据从第1编码器3输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出显示输入轴10的角度位置的第1位置数据。 
第2位置数据修正电路262,通过根据此第2位置数据与第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据预先决定的修正处理,修正第2位置数据检测电路250所检测出的第2位置数据。 
位置数据合成电路263,合成第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据与第2位置数据修正电路262所修正的第2位置数据,以生成显示输入轴的旋转数量与1次旋转内的位置位移的合成位置数据。 
其次,更具体地说明第2位置数据修正电路262与位置数据合成电路263的构成。第2位置数据修正电路262,通过根据该第2位置数据的值与第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据的值预先决定的修正处理,修正第2位置数据检测电路250所检测出的第2位置数据。 
亦即,第2位置数据修正电路262,当第2位置检测电路252所算出的推定值的值为预先决定的第1判定值以上,且第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据的值小于预先决定的第2判定值时,即于第1编码器3的旋转数量的整数部分的值加上1以进行修正。又,第2位置数据修正电路262,当第2位置检测电路252所算出的推定值的值小于第1判定值以下的预先决定的第3判定值,且第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据的值为第2判定值以上的预先决定的第4判定值时,即自第1编码器3的旋转数量的整数部分的值减去1以进行修正。 
接着使用图9与图10说明上述预先决定的第1判定值、第2判 定值、第3判定值、以及第4判定值。 
其次,使用图9与图10说明通过第2位置数据修正电路262对旋转数量的修正方法。此处,针对第1位置数据值为17位的情形作说明。 
如图9所示,随着输入轴10的旋转、输出轴11亦旋转,根据第2位置数据的值P2算出旋转数量m。又,第1位置数据的值P1是反复0至131071(=217-1)的值。亦即,第1位置数据的值P1与反复0至131071(=217-1)的值一事对应地,例如旋转数量m依10、11、12的顺序变化。通过此第1位置数据的值P1检测出的输入轴旋转数量的变化位置(例如第1位置数据的值P1成为0的时机)与旋转数量m的变化时机之间具有偏差。 
如图10所示,第2位置数据修正电路262,当例如第1位置数据的值P1的值在0至32767(=217×1/4-1)的值的范围内且所算出的旋转数量m为后半时,是于旋转数量m的值加上修正值Δm(=1),以修正旋转数量m的值。此处,所算出的旋转数量m为后半,意指所算出的旋转数量m的值为m但趋近于m+1。 
又,如图10所示,第2位置数据修正电路262,当例如第1位置数据的值P1的值在98304(=217×3/4-1)至131071(=217-1)的范围内且所算出的旋转数量m为前半时,是于旋转数量m的值加上修正值Δm(=-1),以修正旋转数量m的值。此处,所算出的旋转数量m为前半,意指所算出的旋转数量m的值为m但趋近于m-1。 
此外,所算出的旋转数量m为后半或前半的判定,是根据推定值的值来判定。例如,第2位置数据修正电路262,当第2位置检测电路252所算出的推定值的值小于0.5(半周)时判定为前半,当推定值的值为0.5(半周)以上时判定为后半。 
此时,第1判定值及第3判定值的值为0.5,第2判定值的值为32767(=217×1/4-1),第4判定值的值为98304(=217×3/4-1)。亦即,第2判定值的值是从第1解析能力储存部267读出的第1解析能力的值的1/4。又,第4判定值的值是从第1解析能力储存部267读 出的第1解析能力的值的3/4。 
此第1判定值的值及第3判定值的值,用以检测通过第2位置检测电路252所算出推定值的值推定出的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域的判定值。又,第2判定值的值及第4判定值的值,是用以检测通过第1编码器3所检测出的旋转数量的值检测出的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域(此时,是1次旋转的开始1/4的区域)或后半区域(此时,是1次旋转的后述1/4的区域)的判定值。 
如上述,第2位置数据修正电路262,判定通过第2位置检测电路252所算出推定值的值推定出的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域,且判定通过第1编码器3所检测出的旋转数量的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域。接着,第2位置数据修正电路262,当此两个判定结果不同时,修正第2位置检测电路252所算出的旋转数量的值。 
具体而言,第2位置数据修正电路262,当通过第2位置检测电路252所算出推定值的值推定的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的后半区域,且通过第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域时,即于第2位置检测电路252所算出的旋转数量的值加上1来进行修正。 
又,第2位置数据修正电路262,相反地,当通过第2位置检测电路252所算出推定值的值推定的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域,且通过第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的后半区域时,即于第2位置检测电路252所算出的旋转数量的值加上-1来进行修正,亦即减去1进行修正。 
此外,第2位置数据修正电路262为了修正第2位置检测电路252所算出的旋转数量的值,须判定通过第2位置检测电路252所算 出推定值的值推定出的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域。亦即,第2位置检测电路252须以较动力传输装置2的传输率至少2倍以上的预先决定的解析能力检测第2位置数据。因此,第2位置检测电路252至少须能判定在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域,而将旋转数量输出至第2位置数据修正电路262。此发送方法于后述发送信号生成输出部253的说明中进行说明。 
位置数据合成电路263,根据第2位置数据修正电路262所修正的第1编码器3的旋转数量的值与第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据的值,生成合成位置数据。此外,此位置数据合成电路263,当合成第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路250所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部256读出的传输率信息合成合成位置数据。 
又,此位置数据合成电路263,当合成第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路250所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部256读出的传输率信息、从第1解析能力储存部267读出的第1解析能力、以及从第2解析能力储存部268读出的第2解析能力,通过预先决定的算出方法合成合成位置数据。 
位置数据合成电路263,将位置数据合成电路263所生成的合成位置数据通过外部通信电路265通过通信线9输出至控制器8。 
又,外部通信电路265,通过通信线9执行与控制器8之间的通信处理。例如,外部通信电路265将通过通信线9从控制器8接收的传输率信息储存于传输率信息储存部256,且通过设定控制器13储存于传输率信息储存部256。 
又,外部通信电路265,将通过通信线9从控制器8接收的传输率信息储存于传输率信息储存部256,且通过设定控制器13储存于第1解析能力储存部257。又,外部通信电路265,将通过通信线9从控制器8接收的第2解析能力储存于第2解析能力储存部268,且通过 设定控制器13储存于第2解析能力储存部258。 
此外,此传输率信息储存部266及传输率信息储存部256,分别是例如不挥发性内存。因此,储存于传输率信息储存部256的传输率信息的值只要设定了1次,即使编码器系统的电源切掉亦不会消失。通过本构成,能增加编码器系统中可使用的动力传输装置2及动力传输装置2的传输率的选项。 
又,第1解析能力储存部257、第1解析能力储存部267、第2解析能力储存部258、以及第2解析能力储存部268亦与传输率信息储存部266及传输率信息储存部256同样地,分别是例如不挥发性内存。因此,同样地能增加编码器系统中可使用的动力传输装置2及动力传输装置2的传输率的选项。 
其次,使用图11说明第2位置数据检测电路250的发送信号生成输出部253。发送信号生成输出部253,根据第2位置检测电路252所算出的推定值,生成显示旋转数量的值、与显示旋转数量的输入轴的旋转位置在输入轴的1次旋转中为旋转的前半区域或后半区域的发送信号,并输出至第2位置数据修正电路262。例如,第2位置数据检测电路250的发送信号生成输出部253,根据所算出的推定值,生成显示所算出的推定值的值是否在第1判定值以上、与所算出的推定值的值是否小于第3判定值的发送信号,并输出至第2位置数据修正电路262。 
此发送信号生成输出部253,将发送信号生成为例如彼此相位差异90度的第1矩形波信号即多次旋转A信号与第2矩形波信号即多次旋转B信号并加以输出(参照图11)。 
图11中,依输入轴的1次旋转、亦即依第1位置数据的值取0至131071,使多次旋转A信号与多次旋转B信号依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式变化。此处的H与L例如以电气信号的电位预先决定的高电位与低电位。接着,依输入轴的1次旋转,多次旋转A信号与多次旋转B信号即反复上述的信号模式。此发送信号生成输出部253所生成的多次旋转A信号与多次旋转B信号于输入 轴的1次旋转中,通过其传输率n与第2位置数据检测电路250的解析能力R2成为如下的关系。 
多次旋转A信号,在R2/4n的余数为0至2n的期间成为H,除此以外则成为L。另一方面,多次旋转B信号,在R2/4n的余数为n至3n的期间成为H,除此以外则成为L。 
发送信号生成输出部253例如依如下方式生成上述多次旋转A信号与多次旋转B信号。发送信号生成输出部253,在第2位置检测电路252所算出的推定值乘上第2位置数据检测电路250的解析能力R2的值再除以4n后的值,只要是0至2n,即将多次旋转A信号输出为H,除此以外则将多次旋转A信号输出为L。又,发送信号生成输出部253,在第2位置检测电路252所算出的推定值乘上第2位置数据检测电路250的解析能力R2的值再除以4n后的值,只要是1n至3n,即将多次旋转B信号输出为H,除此以外则将多次旋转B信号输出为L。 
如上述,发送信号生成输出部253根据第2位置数据检测电路250所检测出的第2位置数据,生成与输入轴10的旋转对应的发送信号并加以输出。此外,发送信号生成输出部253,将输入轴10的1次旋转中为1周期的多个信号且多个信号的相位分别不同的信号生成为发送信号并加以输出。 
此发送信号,是在输入轴10的1次旋转中为1周期的二相矩形波。 
又,如上述,发送信号生成输出部253根据第2位置数据检测电路250所算出的推定值(R2/4n的余数),生成发送信号并加以输出。接着,此推定值由于基于传输率信息,因此此发送信号亦是基于传输率信息。亦即,发送信号生成输出部253根据传输率信息生成发送信号并输出。 
是以,即使在变更动力传输装置的传输率的情形,亦可通过变更传输率信息储存部256所储存的传输率信息的值,而由此发送信号生成输出部253生成上述说明的发送信号并输出。因此,编码器系统中, 能使用传输率为任意的动力传输装置。 
接着,第2位置数据修正电路262根据从第2位置数据检测电路250的发送信号生成输出部253输入的发送信号判定旋转数量的输入轴的旋转位置在输入轴的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域并修正旋转数量的值。例如,第2位置数据修正电路262根据从第2位置数据检测电路250的发送信号生成输出部253输入的发送信号判定所算出的推定值的值是否为第1判定值以上,且判定所算出的推定值的值是否小于第3判定值,并修正旋转数量的值。 
例如,通过多次旋转A信号与多次旋转B信号依输入轴的1次旋转,而依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式的变化,第2位置数据修正电路262,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为H与L或H与H时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的前半区域。相反地,第2位置数据修正电路262,在为L与H或L与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的后半区域。 
更详言的,第2位置数据修正电路262,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为H与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的开始1/4区域。又,第2位置数据修正电路262,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为L与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的结束1/4区域。 
又,第2位置数据修正电路262,通过检测出所输入的多次旋转A信号与多次旋转B信号依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式依序变化,即可检测出输入轴已旋转1次。又,相反地,第2位置数据修正电路262,通过检测出所输入的多次旋转A信号与多次旋转B信号依L与L、L与H、H与H、以及H与L的信号模式依序变化,即可检测出输入轴已往反方向旋转1次、亦即已旋转-1次。 
亦即,第2位置数据修正电路262,接收作为多个信号的发送信号,根据所接收的多个信号的组合检测输入轴10的旋转数的增加值或减少值,并将该检测出的旋转数的增加值或减少值,加算至从旋转 数量储存部264读出的输入轴10的旋转数量的值,而算出输入轴10的旋转数量。 
<启动时的设定方法> 
此外,上述发送信号中,虽能将显示旋转数量的值上升1或旋转数量的值下降1的信息从第2信号处理电路5发送至第1信号处理电路6,但不能发送旋转数量本身的值。因此,在编码器系统的电源开启时,将旋转数量的初始值从第2信号处理电路5输出至第1信号处理电路6,而在第1信号处理电路6储存初始值。接着,第1信号处理电路6视来自第2信号处理电路5的发送信号的接收,将初始值提升1或下降1,藉此检测旋转数量的值。 
例如,第2信号处理电路5的发送信号生成输出部253在编码器系统的电源开启时,以1KHz的周期反复上述多次旋转A信号与多次旋转B信号的信号模式将多次旋转信号输出为初始值设定信号。接着,第2信号处理电路5的发送信号生成输出部253输出相当于第2位置数据检测电路250所检测出的第2位置数据的值的信号后,即停止此输出,亦即,第2信号处理电路5的发送信号生成输出部253,将初始值设定信号输出为与第2位置数据的值相当的多次旋转信号的脉冲数(参照图12)。例如,图12中,当旋转数量的值为11时,显示发送信号生成输出部253所输出的多次旋转信号。 
接着,第2位置数据修正电路262,将与自第2信号处理电路5的发送信号生成输出部253接收的初始值设定信号对应的值,储存于旋转数量储存部264。其结果,即于第1信号处理电路6设定旋转数量的信息。 
如上述说明,当电源开启时,为了于旋转数量储存部264设定旋转数量的信息,例如在第2信号处理电路5具有发送侧初始化设定部,其在被投入电源时,即根据第2位置数据检测电路250所检测出的第2位置数据生成与输入轴10的旋转数量对应的周期量的发送信号并输出。又,第1信号处理电路6具有接收侧初始化设定部,其依照从发送侧初始化设定部输入与输入轴10的旋转数量对应的周期量的发送 信号,将根据该输入的周期量的发送信号计数的输入轴10的旋转数量的值储存于旋转数量储存部264。 
此发送侧初始化设定部,亦可含于发送信号生成输出部253,亦可与发送信号生成输出部253作成一体。又,此接收侧初始化设定部,亦可含于第2位置数据修正电路262或位置数据合成电路263,亦可与第2位置数据修正电路262或位置数据合成电路263作成一体。 
的后,第2位置数据修正电路262,根据来自第2信号处理电路5的发送信号的接收,使储存于旋转数量储存部264的旋转数量的值上升1或下降1,藉此检测旋转数量的值。 
<发送信号为序列信号的情形> 
此外,例如第2信号处理电路5,如为8n(传输率的8倍),以此n的值为100,即为了以800的解析能力将10次旋转的位置发送至第1信号处理电路6,需发送80的值。 
当此发送信号为序列信号的情形,在电源开启后,以8位的序列数据+CRC3位从第1信号处理电路6对第2信号处理电路5发送位置数据发送要求信号。此CRC,是Cyclic Redundancy Check(循环冗余检查)的简称,当附加于所发送的数据时,在接收侧可使用CRC位辨识序列数据有无错误。 
当无错误的情形,第2信号处理电路5接收位置数据发送要求信号时,即将第2编码器4的位置信息以16位+CRC8位三次发送至第1信号处理电路6。之所以发送三次,是为了提升数据的可靠性之故。此时,当三次的数据不一致时则为错误,从第1信号处理电路6将显示错误的信息发送至控制器8。藉此,能以控制器8检测初始化中的错误。 
当为上述序列信号时,发送信号生成输出部253,将与输入轴10的旋转数对应的序列数据生成为发送信号并输出。 
<与以往发送方法的互换性> 
此外,以往的多次旋转绝对编码器,将来自霍尔组件等的磁气传感器的信号形成为波形,生成与图11所示的多次旋转A信号及多次 旋转B信号相同的信号。接着,在信号处理装置中,将此生成的信号与马达轴的一次旋转内数据取得整合而作出输出数据。 
本实施形态中,以第2信号处理电路5生成上述的发送信号(多次旋转A信号与B信号),以与以往的多次旋转绝对编码器的多次旋转信号同样的方式输出至信号处理装置、亦即第1信号处理电路6。因此,第1信号处理电路6,输入与以往的信号处理装置相同的信号。 
其结果,根据本实施形态,虽然是无电池的构成,但第1信号处理电路6,能将多次旋转信号的多次旋转A信号及多次旋转B信号的发送信号与现有旋转绝对编码器同样地进行信号处理。不过,第1信号处理电路6中,发送信号的处理、旋转数量的检测、修正的处理等不同。 
又,例如发送信号生成输出部253虽亦可考量将输出信号输出为模拟信号,但实施形态中,如上所述,通过多次旋转A信号与多次旋转B信号的二相矩形波输出。当为模拟信号时,由于其不耐干扰噪声,因此为了使其在市场运作有可能需增加对应干扰的成本。与此模拟信号的情形对比,如本实施形态所示通过二相矩形波输出,而能耐得住干扰噪声,而有不增加成本的效果。 
又,如上所述,在以序列通信方式从第2编码器往第1编码器发送数据时,与二相矩形波同样地,耐噪声等级的可靠性高。然而,当为序列通信方式的情形,于第2编码器需有将位置数据转换程序列数据的电路,于第1编码器内需有能将来自第2编码器的序列数据在第1编码器内处理的译码电路,而有使成本上升的可能。与此相较,由于通过二相矩形波进行输出,即不需要转换程序列数据的电路及译码电路,因此能减少成本的上升。 
如上述,本实施形态中,通过使用二相矩形波,在第2编码器至第1编码器3的通信方式中,不减低耐噪声性且能抑制成本上升。 
再者,现有编码器亦从相当于第2检测部的装置对相当于第1检测部的装置通过二相矩形波输出显示旋转的信号。不过,此二相矩形波在输出轴的1次旋转中是1周期的信号。 
根据本实施形态,如上述说明,虽从第2检测部对第1检测部输出二相矩形波,但此二相矩形波则在输入轴的1次旋转中是1周期的信号。 
此二相矩形波,相较于现有编码器在输出轴的1次旋转中是1周期的信号,本实施形态的不同点为,在输入轴的1次旋转中是1周期的信号。然而,二相矩形波的信号形式为相同。 
因此,根据本实施形态,可从第2检测部将与现有多次旋转绝对编码器的多次旋转信号相同形态的信号发送至位置数据合成电路。因此,可在不改造控制器的状态下,将电池备用的多次旋转绝对编码器系统建构成无电池的多次旋转绝对编码器系统。 
<编码器系统的动作> 
其次,使用图13说明编码器系统的动作。首先,随着输入轴10的旋转、输出轴11亦旋转(步骤S801)。根据此输出轴11的旋转,第2编码器4即将第2检测信号(二相模拟正弦波的A相信号与B相信号)输出至第2位置数据检测电路250(步骤S802)。 
根据第2检测信号已输入一事,第2位置数据检测电路250的第2内插电路251,即从A相信号与B相信号的值判定符合的相位区域(步骤S803)。其次,第2内插电路251将A相信号与B相信号中以值较大的一方信号去除另一方信号(步骤S804)。其次,第2内插电路251将符合经除算而算出的值的第2位置数据,从转换信息储存部259读出,而检测出第2位置数据(步骤S805)。 
其次,第2位置数据检测电路250的第2位置检测电路252,根据第2内插电路251所检测出的第2位置数据,算出旋转数量与推定量(步骤S806)。其次,第2位置数据检测电路250的发送信号生成输出部253,根据所算出的推定量,生成发送信号并输出至第2位置数据修正电路262(步骤S807)。 
另一方面,步骤S801中,根据此输入轴10的旋转,第1编码器3即将第1检测信号输出至第1位置数据检测电路261(步骤S812)。根据第1检测信号已输入一事,第1位置数据检测电路261即通过内 插处理检测第1位置数据的值(步骤S813)。 
其次,第2位置数据修正电路262,根据第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据的值、与作为发送信号接收的第2位置数据检测电路250所算出的推定值,使所算出的推定值增加1或减少1来进行修正(步骤S821)。 
其次,位置数据合成电路263,根据由第2位置数据修正电路262已修正的第1编码器3的旋转数量的值与第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据的值,生成合成位置数据(步骤S822)通过外部通信电路265输出至控制器8。接着,控制器8经由马达控制线14控制马达1的动作。 
此处,现有例中,先通过齿轮等的动力传输装置通过输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转,以检测输入轴的角度位置,并检测输出轴的角度位置,通过所检测出的输出轴的角度位置检测出输入轴的旋转数量。接着,通过合成从所检测出的输入轴的角度位置与自输出轴的位移所检测出的旋转数量,生成输入轴的多次旋转中的绝对位置即合成位置。 
参照图16,说明作为一现有例的合成位置的合成方法。如图16所示,当于显示输入轴的角度位置的信息与显示输出轴的旋转的信息之间无偏差时,显示输入轴的角度位置的第1位置数据的值P1与从输出轴的角度位置检测出的输入轴的旋转数量m之间则无偏差。此时,例如可通过下式6正常地生成合成位置。此时,如图16所示,合成位置会随着输入轴的旋转连续变化。 
合成位置=m×α+P1...(式6) 
此式6中,m是从输出轴的角度位置算出的输入轴的旋转数量,P1是输入轴的角度位置,α是第1编码器的解析能力,例如若是图16,此α的值则为131072。 
然而,如图17所示,一般于显示输入轴的角度位置的信息与显示输出轴的旋转的信息之间会有偏差。此是因输入轴与齿轮、以及齿轮与输出轴之间的咬合而产生的偏差,为以物理方式产生。 
当有上述偏差时,例如图17的符号X1所示,原本输入轴的旋转数量m的值应算出为10的情形,有时会变成输入轴的旋转数量m的值应算出为9。又,例如图17的符号X2所示,原本输入轴的旋转数量m的值算出为11的情形,有时会变成输入轴的旋转数量m的值算出为10。此种情形下,如图17所示,有合成位置随着输入轴的旋转不连续变化的问题。 
又,上述方法中,由于需检测输入轴的旋转中的位移且检测输出轴的旋转中的位移,因此需从检测输入轴与输出轴中的一轴的装置将检测信号正常地输出至另一装置。 
以往,此输出须有能通过此输出合成合成位置且修正偏差的输出方法,但目前问题为并无此种输出方法。 
本实施形态中,通过使用图13所说明的编码器系统的动作,编码器系统即使如图14所示,当通过第2位置数据的值P2所算出的旋转数量m及推定值与第1位置数据的值P1产生偏差时,亦能修正旋转数量m的值。是以,即使当于输入轴10的旋转与输出轴11的旋转之间产生动力传输装置2所导致的物理偏差时,亦可正常地合成输入轴10的旋转中的位移位置与输出轴11的旋转中的位移位置,生成输入轴10的多次旋转中的绝对位置即合成位置。因此,不会有如图17所示,合成位置数据成为不连续。 
又,第2位置数据检测电路的发送信号生成输出部253,生成显示旋转数量的值且显示旋转数量的输入轴的旋转位置在输入轴的1次旋转中为旋转的前半区域或后半区域的发送信号,并输出至第2位置数据修正电路262。藉此,能从检测输入轴10与输出轴11中的一轴的装置即第2信号处理电路5将检测信号正常地输出至另一装置即第1信号处理电路6。 
本实施形态中,能提供可从检测输入轴与输出轴中的一轴的装置将检测信号正常地输出至另一装置,且能通过此输出合成合成位置且修正偏差的编码器系统、信号处理方法、以及发送信号生成输出装置。 
本实施形态中,能提供即使当于输入轴的旋转与输出轴的旋转之间产生动力传输装置所导致的物理偏差时,亦可正常地合成输入轴的旋转中的位移位置与输出轴的旋转中的位移位置,生成输入轴的多次旋转中的绝对位置即合成位置的编码器系统、信号处理方法、以及发送信号生成输出装置。
本实施形态中,两个位置数据检测电路的发送信号生成输出部,根据第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,生成与输入轴的旋转对应的发送信号并输出,藉此可发挥从检测输入轴与输出轴中的一轴的装置将检测信号正常地输出至另一装置,且能通过此输出合成合成位置且修正偏差的的效果。 
本实施形态中,第2位置数据修正电路修正第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,并由位置数据合成电路合成第1位置数据与已修正的第2位置数据,藉此不需要用以先储存绝对位置的信息的外部电池,即使当于输入轴的旋转与输出轴的旋转之间产生动力传输装置所导致的物理偏差时,亦可正常地合成输入轴的旋转中的位移位置与输出轴的角度位置,发挥可生成输入轴的多次旋转中的绝对位置即合成位置的效果。 
<提升可靠性、安全性的构成> 
其次,使用图15所示的方块图,说明提升可靠性、安全性的实施形态的构成。使用图1至图10说明的实施形态中,从第2信号处理电路5送出的信号输入至第1信号处理电路6,在第1信号处理电路6内的基板电路进行信号处理后,通过单一缆线的通信线9,从第1信号处理电路6送出至上位的控制器8。 
假设,在第1信号处理电路6的基板上有某零件故障时,或连接基板与缆线的连接器的不良或连接第1信号处理电路6与控制器8的缆线断线时,即成为第2信号处理电路5的信号无法送出至控制器8的情事,而有可能对作为编码器系统的电路整体的可靠性、安全性产生问题。 
因此,图15所示的构成中,即是为了避免此种问题而提升了可靠性、安全性的构成。亦即,第1信号处理电路6,并不在同一基板处理来自第1编码器3的信号与来自第2编码器4的信号,而分别以不同基板、不同连接器、不同缆线分别将信号送出至控制器8。 
例如,至少具有第1位置数据检测电路261的第1检测信号处理电路6A(第1处理电路),具有通过第1通信线即通信线9A将第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据输出至上位装置即控制器8的第1外部通信电路。又,至少具有第2位置数据修正电路262的第2检测信号处理电路6B(第2处理电路),具有通过第2通信线即通信线9B将第2位置数据修正电路262已修正的第2位置数据输出至上位装置即控制器8的第2外部通信电路。又,第1检测信号处理电路6A与第2检测信号处理电路6B构成于不同的基板上。 
因此,第1编码器3所检测出的检测信号与第2编码器4所检测出的检测信号由于完全以不同系统处理且分别独立,因此不论任一方的检测部及处理部发生故障,一方的检测信号无法送出的情形,该故障亦不会影响自另一方检测部送出检测信号。藉此,控制器8能通过比较两者的检测信号,检测出有任一方故障的情事,因此,能提升编码器系统的可靠性、安全性。 
此外,若因空间之故,亦可如该图式上虚线框部所示,仅共享第1信号处理电路6的基板构件,于共享基板内部将第1检测信号处理电路6A与第2检测信号处理电路6B完全分离而构成。 
此外,如上所述为了提升编码器系统的可靠性、安全性,亦可是如下构成。亦即,至少具有第1位置数据检测电路261的第1信号处理电路6,具有将第1位置数据检测电路261所检测出的第1位置数据输出至上位装置即控制器8的第3外部通信电路(外部通信电路265)。又,至少具有第2位置数据检测电路250的第2信号处理电路5,具有将第2位置数据检测电路250所检测出的第2位置数据输出至上位装置即控制器8的第4外部通信电路。又,第1外部通信电路与第2外部通信电路构成于不同的基板上。 
此外,上述第1编码器3或第2编码器4可分别为磁气式编码器,亦可是光学式编码器。 
又,上述传输率信息储存部256与传输率信息储存部266、第1解析能力储存部257与第1解析能力储存部267、以及第2解析能力储存部258与第2解析能力储存部268可分别储存同一信息。因此,传输率信息储存部256与传输率信息储存部266、第1解析能力储存部257与第1解析能力储存部267、以及第2解析能力储存部258与第2解析能力储存部268可分别构成为一体,而可由第1信号处理电路6或第2信号处理电路5中的任一方来具备,或编码器系统来具备。又,第1信号处理电路6及第2信号处理电路5亦可从此等构成为一体的储存部分别进行读出。 
此外,上述说明中,第2位置数据修正电路262,根据从发送信号生成输出部253输入的发送信号计数输入轴10的旋转数量,并通过根据该计数的旋转数量与第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据预先决定的修正处理修正该计数的旋转数量。 
不过,从该发送信号生成输出部253输入的发送信号亦可输入位置数据合成电路263。此时,位置数据合成电路263根据从发送信号生成输出部253输入的发送信号计数输入轴10的旋转数量,且合成该计数的旋转数量与第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据,生成显示输入轴10的旋转数量与输入轴10的角度位置的合成位置数据。 
又,此情形下,位置数据合成电路263接收作为多个信号的发送信号,根据所接收的多个信号的组合检测输入轴10的旋转数的增加值或减少值,并将该检测出的旋转数的增加值或减少值加算至从旋转数量储存部264读出的输入轴10的旋转数量以算出输入轴10的旋转数量。 
又,此等储存部,可通过硬件装置或光磁盘装置、闪存等的不挥发性的内存、或仅能读出CD-ROM等的记忆媒体、RAM(Random Access Memory,随机存取内存)之类的挥发性内存、或此等的组合来构成。 
此外,图6中的构成第1信号处理电路6及第2信号处理电路5 的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或通过内存及微处理器来实现。 
此外,构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或将构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路由内存及CPU(中央运算装置)构成,通过内存读出用以实现构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路的功能的程序,以使其实现该功能。 
其次,进一步说明其它实施形态。此外,对与上述实施形态相同的构成要素赋予同一符号,省略或简化其说明。 
本实施形态中,编码器系统,如先前图5所示具有马达1、动力传输装置2、第1编码器(第1绝对位置编码器)3、第2编码器(第2绝对位置编码器)4、输入轴10、以及输出轴11。又,编码器系统具有上位装置的控制器8、控制器8与第1编码器3之间的通信线9、以及连接控制器8与马达1之间的马达控制线14。又,第1编码器3与第2编码器4通过通信线12及设定控制线13连接。 
本实施形态中亦同样地,编码器系统,使用1次旋转型的绝对编码器即第1编码器3与1次旋转型的绝对编码器即第2编码器3作为编码器系统整体,而发挥多次旋转型绝对编码器的功能。因此,此编码器系统中,不需要现有技术的编码器系统所需的预先储存绝对位置的信息的外部电池。 
本实施形态中,编码器系统具有第1信号处理电路6与第2信号处理电路5(后述的第2位置数据检测电路350)。例如,第1编码器3于内部具有第1信号处理电路6。又,第2编码器4于内部具有第2信号处理电路5。 
第2编码器4所检测出的第2检测信号输入至此第2信号处理电路5。接着,此第2信号处理电路2,根据从第2编码器4输入的第2检测信号,进行预先决定的信号处理,检测出显示输出轴11的旋转中的角度位置的第2位置数据。亦即,此第2信号处理电路5,对所输入的第2检测信号进行内插处理以检测第2位置数据。 
接着,此第2信号处理电路5将所检测出的第2位置数据通过通信线12输出至第1编码器3。此外,当第2信号处理电路5检测第2位置数据时,例如以相较于动力传输装置2的传输率至少两倍以上的预先决定的解析能力检测第2位置数据。此外,之所以如上述需至少两倍,如后述,用以能判定藉第2位置数据显示的旋转系旋转的前半或后半。 
又,第1编码器3于内部具有第1信号处理电路6。第2编码器4所检测出的第2位置数据通过通信线12输入至此第1信号处理电路6。又,第1信号处理电路6对第1编码器3所检测出的第1检测信号进行内插处理以检测显示输入轴10的角度位置的第1位置数据。 
接着,第1信号处理电路6,根据所检测出的第1位置数据与所输入的第2位置数据,检测出输入轴10的旋转数量与显示1次旋转内的角度位置的合成位置数据。又,第1信号处理电路6将所检测出的合成位置数据通过通信线9输出至控制器8。 
藉此,控制器8中,通过合成位置数据,能从作为多次旋转型绝对编码器的编码器系统检测出输入轴10的旋转数量与1次旋转内的角度位置。又,控制器8,根据所输入的合成位置数据通过马达控制线14控制马达1的旋转。 
又,第1信号处理电路6,根据第1位置数据与第2位置数据,判定输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向是相同方向或相反方向。亦即,第1信号处理电路6判定输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向是否为正常的旋转关系。此外,依动力传输装置2的预先决定的传输方向的设定,有输出轴11根据输入轴10的旋转所旋转的方向是相同方向为正常旋转的关系,亦有相反方向为正常旋转的关系。 
因此,第1信号处理电路6,有时依动力传输装置2的预先决定的传输方向的设定,判定输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向是否为相同方向,藉以判定是否为正常的旋转关系。又,相反地,第1信号处理电路6,有时依动力传输装置2的预先决定的传输方向 的设定,判定输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向是否为相反方向,藉以判定是否为正常的旋转关系。 
此外,第1信号处理电路6与第2信号处理电路5通过设定控制线13连接。第1信号处理电路6通过此设定控制线13变更第2信号处理电路5内装的后述储存部所储存的设定值的值。 
其次,使用图18,说明已使用图5说明的编码器系统的构成、特别是第2信号处理电路5与第1信号处理电路6的构成。此外,图18中,对与图5相同的构成赋予同一符号,省略其说明。 
<第2信号处理电路5与第1信号处理电路6的构成> 
第2信号处理电路5具有第2位置数据检测电路350。此第2位置数据检测电路350具有第2内插电路351、第2位置检测电路352、发送信号生成输出部353、传输率信息储存部356、第1解析能力储存部357、第2解析能力储存部358。另一方面,第1信号处理电路6具有第1位置数据检测电路361、第2位置数据修正电路362、位置数据合成电路363、旋转数量储存部364、外部通信电路365、传输率信息储存部366、第1解析能力储存部367、以及第2解析能力储存部368、旋转方向储存部3610、电源供应监视电路3611、旋转方向信息储存部3612、以及旋转方向信息设定部3613。 
<第2信号处理电路5的各构成> 
首先说明第2信号处理电路5所具有的第2位置数据检测电路350的各构成。于传输率信息储存部356中,预先储存有显示连结第1编码器3与第2编码器4的预先决定的动力传输装置2的传输率值的信息而作为传输率信息。于第1解析能力储存部357中,预先储存有第1位置数据检测电路361的解析能力以作为第1解析能力。于第2解析能力储存部358中,预先储存有第2位置数据检测电路350的解析能力以作为第2解析能力。 
第2内插电路351,对从第2编码器4输入的第2检测信号进行内插处理以检测第2位置数据。第2位置数据电路352,将第2内插电路351所检测出的第2位置数据与从传输率信息储存部356读出的 传输率信息相乘后的值除以从第2解析能力储存部358读出的第2解析能力的值后的值的整数部分值,算出作为旋转数量,且将该除算后的值的小数部分值乘上从第1解析能力储存部357读出的第1解析能力的值算出作为推定值。此推定值是根据第2编码器4所检测出的第2检测信号算出通过第1编码器3正确地检测的第1位置数据并推定的位置数据。 
例如,第2位置检测电路352通过下式7及式8算出旋转数量(m)与推定值s。 
m=INT(n(P2/R2))...(式7) 
s=R1×(n(P2/R2)-m)...(式8) 
上述的式7与式8中,P2是第2内插电路351所检测出的第2位置数据,R1第1解析能力储存部357所储存的第1解析能力,R2第2解析能力储存部358所储存的第2解析能力,n是从传输率信息储存部356读出的传输率信息。又,此外,INT是舍去小数点以下的值仅抽出整数部分的运算子。 
如上述,此第2位置数据检测电路350,通过第2内插电路351与第2位置检测电路352,根据对第2编码器4所检测出的第2检测信号进行内插处理后的值与从传输率信息储存部356读出的传输率信息,算出第1编码器3的旋转数量且算出与第1位置数据对应的位置数据作为推定值。 
发送信号生成输出部353,根据第2位置检测电路352所算出的推定值,生成显示输入轴10的旋转数量的值的发送信号并输出至第2位置数据修正电路362。此发送信号生成输出部353,将发送信号生成为例如彼此相位差异90度的第1矩形波信号即多次旋转A信号与第2矩形波信号即多次旋转B信号并加以输出(参照图11)。此外,此二相信号,为了使其具有可耐外来的噪声的特性,最好是波形为矩形波的二相矩形波信号。 
图11中,依输入轴的1次旋转、亦即依第1位置数据的值取0至131071,使多次旋转A信号与多次旋转B信号依H与L、H与H、 L与H、以及L与L的信号模式变化。此处的H与L例如以电气信号的电位预先决定的高电位与低电位。接着,依输入轴的1次旋转,多次旋转A信号与多次旋转B信号即反复上述的信号模式。 
此发送信号生成输出部353所生成的多次旋转A信号与多次旋转B信号于输入轴的1次旋转中,通过其传输率n与第2位置数据检测电路350的解析能力R2成为如下的关系。 
多次旋转A信号,在R2/4n的余数为0至2n的期间成为H,除此以外则成为L。另一方面,多次旋转B信号,在R2/4n的余数为n至3n的期间成为H,除此以外则成为L。 
发送信号生成输出部353例如依如下方式生成上述多次旋转A信号与多次旋转B信号。发送信号生成输出部353,在第2位置检测电路352所算出的推定值乘上第2位置数据检测电路350的解析能力R2的值再除以4n后的值,只要是0至2n,即将多次旋转A信号输出为H,除此以外则将多次旋转A信号输出为L。又,发送信号生成输出部353,在第2位置检测电路352所算出的推定值乘上第2位置数据检测电路350的解析能力R2的值再除以4n后的值,只要是1n至3n,即将多次旋转B信号输出为H,除此以外则将多次旋转B信号输出为L。 
<第1信号处理电路6的各构成> 
其次,说明图6的第1信号处理电路6的各构成。于传输率信息储存部366中,与传输率信息储存部356同样地,预先储存有显示连结第1编码器3与第2编码器4的预先决定的动力传输装置2的传输率值的信息而作为传输率信息。于第1解析能力储存部367中,与第1解析能力储存部357同样地,预先储存有第1位置数据检测电路361的解析能力以作为第1解析能力。于第2解析能力储存部368中,与第2解析能力储存部358同样地,预先储存有第2位置数据检测电路350的解析能力以作为第2解析能力。 
第1位置数据检测电路361,根据从第1编码器3输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出显示输入轴10的角 度位置的第1位置数据。 
第2位置数据修正电路362,通过根据此第2位置数据与第1位置数据检测电路361所检测出的第1位置数据预先决定的修正处理,修正第2位置数据检测电路350所检测出的第2位置数据。 
位置数据合成电路363,根据第2位置数据修正电路362所修正的第1编码器3的旋转数量的值与第1位置数据检测电路361所检测出的第1位置数据的值,生成合成位置数据。此外,当此位置数据合成电路363,在合成第1位置数据检测电路361所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路350所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部366读出的传输率信息合成合成位置数据。 
又,此位置数据合成电路363,详细而言,在合成第1位置数据检测电路361所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路350所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部366读出的传输率信息、从第1解析能力储存部367读出的第1解析能力、以及从第2解析能力储存部368读出的第2解析能力,通过预先决定的算出方法,合成合成位置数据。 
例如,位置数据合成电路363通过下式9算出合成位置数据。 
合成位置数据=P1+R1×INT(n×P2/R2)...(式9) 
此处,P1为第1位置数据,P2为第2位置数据,n为齿轮比。又,R1为第1位置数据检测电路361的解析能力,R2为第2位置数据检测电路350的解析能力。此外,INT是舍去小数点以下的值仅抽出整数部分的运算子。 
位置数据合成电路363,通过此式9,将第2位置数据检测电路350一次旋转内的位置比例(P2/R2)乘上齿轮比(n)的值的整数部分(INT)的值加上第1位置数据(P1)的值后的值,算出为合成位置数据。 
又,位置数据合成电路363,将位置数据合成电路363所生成的合成位置数据通过外部通信电路365通过通信线9输出至控制器8。 
旋转方向检测部3610,检测根据第1位置数据的位移所检测的输入轴10的旋转方向与根据第2位置数据的位移所检测的该输出轴 11的旋转方向是否为相同方向或是否为相反方向。 
外部通信电路365,从控制器8接收用以显示输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向是否为相同方向或是否为相反方向的信息作为控制信号。例如,控制器8通过通信线将此控制信号发送至外部通信电路365。接着,旋转方向检测部3610,依外部通信电路365已接收控制信号一事,检测输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相同方向或为相反方向。 
藉此,可通过从控制器8发送控制信号,执行旋转方向检测部3610的检测。此外,控制信号自此控制器8的发送,例如亦可每隔预先决定的一定期间进行,亦可通过操作人员的操作来以手动进行。因此,本实施形态的编码器系统可定期或在任意时间执行旋转方向检测部3610的检测。 
电源供应监视电路3611,检测出电源已供应至该编码器系统。接着,旋转方向检测部3610,当电源供应监视电路3611检测出电源已供应一事时,即检测输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向是否为相同方向或是否为相反方向。藉此,可在该编码器系统每次启动时,执行旋转方向检测部3610的检测。 
旋转方向信息储存部3612,预先储存有显示输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相同方向的信息或显是为相反方向的信息作为旋转方向信息。接着,旋转方向检测部3610,当从旋转方向信息储存部3612读出的旋转方向信息显示输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相同方向时,即检测所检测出的输入轴10的旋转方向与所检测出的输出轴11的旋转方向是否为相同方向。又,旋转方向检测部3610,当从旋转方向信息储存部3612读出的旋转方向信息显示输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相反方向时,即检测所检测出的输入轴10的旋转方向与所检测出的输出轴11的旋转方向是否为相反方向。 
藉此,不论输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相同方向或相反方向,旋转方向检测部3610,均能执行将输入轴10与输 出轴11的旋转方向的关系正常检测的动作。 
又,外部通信电路365,从控制器8接收用以显示输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向是否为相同方向的信息或是否为相反方向的信息来作为设定信息。例如,控制器8通过通信线将此设定信息发送至外部通信电路365。接着,旋转方向信息设定部3613,将外部通信电路365所接收的设定信息作为旋转方向信息储存于旋转方向信息储存部3612。 
藉此,能从控制器8设定设定信息。是以,不论输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相同方向或相反方向,均能容易地变更。因此,能容易地变更动力传输装置2。 
又,旋转方向检测部3610,当从旋转方向信息储存部3612读出的旋转方向信息显示输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相同方向,且检测出的结果显示输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向非为相同方向时,即将该检测出的结果作为异常信号通过外部通信电路365与通信线9发送至控制器8。又,旋转方向检测部3610,当从旋转方向信息储存部3612读出的旋转方向信息显示输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相反方向,且检测出的结果显示输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向非为相反方向时,即将该检测出的结果作为异常信号通过外部通信电路365与通信线9发送至控制器8。藉此,控制器8或操作控制器8的操作人员,可检测出编码器系统的旋转中的异常。 
接着,控制器8依已接收异常信号一事,通过马达控制线14使马达1的旋转停止。如上述,控制器8依已接收异常信号一事使马达1的旋转停止,藉此可防止因编码器系统的故障或异常动作导致的二次故障。 
又,外部通信电路365通过通信线9执行与控制器8之间的通信处理。例如,外部通信电路365将通过通信线9从控制器8接收的传输率信息储存于传输率信息储存部366,且通过设定控制线13储存于传输率信息储存部356。 
又,外部通信电路365,将通过通信线9从控制器8接收的第1解析能力储存于第1解析能力储存部367,且通过设定控制线13储存于第1解析能力储存部357。又,外部通信电路365,将通过通信线9从控制器8接收的第2解析能力储存于第2解析能力储存部368,且通过设定控制线13储存于第2解析能力储存部358。 
此外,此传输率信息储存部366及传输率信息储存部356例如是不挥发系内存。因此,储存于传输率信息储存部366的传输率信息的值只要设定了1次,即使编码器系统的电源切掉亦不会消失。通过本构成,能增加编码器系统中可使用的动力传输装置2及动力传输装置2的传输率的选项。 
又,第1解析能力储存部357、第1解析能力储存部367、第2解析能力储存部358、以及第2解析能力储存部368亦与传输率信息储存部366及传输率信息储存部356同样地,分别是例如不挥发性内存。因此,同样地能增加编码器系统中可使用的第1位置数据检测电路361及第2位置数据检测电路350的解析能力的值的选项。 
于旋转数量储存部364储存有以第2编码器4检测出的输入轴10的旋转数量的值。又,第2位置数据修正电路362,根据来自第2信号处理电路5的发送信号的接收,使储存于旋转数量储存部364的旋转数量的值上升1或下降1,藉此检测旋转数量的值。 
此外,于旋转数量储存部364储存有在编码器系统的启动时以第2编码器4检测出的输入轴10的旋转数量的值。例如,在编码器系统的启动时,第2信号处理电路5的发送信号生成输出部353以1KHz的周期,使使用图11所说明的多次旋转A信号与多次旋转B信号的信号模式反复旋转数量的值,将旋转数量的值的多次旋转信号输出为初始值设定信号。接着,第2位置数据修正电路362,使与从第2信号处理电路5的发送信号生成输出部353接收的初始值设定信号对应的值储存于旋转数量储存部364。其结果,于旋转数量储存部364储存旋转数量的信息。 
其后,第2位置数据修正电路362,根据来自第2信号处理电路 5的发送信号的接收,使储存于旋转数量储存部364的旋转数量的值上升或下降,藉此检测旋转数量的值。 
藉此,通过显示旋转数量的值已上升或旋转数量的值已下降的二相信号的发送信号,能将旋转数量本身的值从第2信号处理电路5发送至第1信号处理电路6。 
<第2位置数据修正电路362的详细> 
其次,更具体地说明第2位置数据修正电路362的构成。例如,显示输入轴10的旋转位置的第1位置数据与显示输出轴11的旋转位置的第2位置数据之间有可能会产生偏差。此是因输入轴10与动力传输装置2、以及动力传输装置2与输出轴11之间的咬合而产生的偏差,为以物理方式产生。 
因此,如图9所示,于从第2位置数据算出的旋转数量(m)与显示输入轴10的旋转位置的第1位置数据(P1)之间亦有可能在变化的时序中产生偏差。当产生上述偏差时,位置数据合成电路363,无法正常地生成合成位置数据。因此,第2位置数据修正电路362在如上述有偏差时,位置数据合成电路363,可以能正常生成合成位置数据的方式如图10所示地算出修正值Δm,并将此算出的修正值Δm加算于旋转数量(m)来修正。 
此处,使用图9与图10说明以第2位置数据修正电路362修正旋转数量的修正方法。此外,此处说明第1位置数据的值为17位的情形。 
如图9所示,随着输入轴10的旋转、输出轴11亦旋转,根据第2位置数据的值P2算出旋转数量m。又,第1位置数据的值P1是反复0至131071(=217-1)的值。亦即,第1位置数据的值P1与反复0至131071(=217-1)的值一事对应地,例如旋转数量m依10、11、12的顺序变化。通过此第1位置数据的值P1检测出的输入轴旋转数量的变化位置(例如第1位置数据的值P1成为0的时机)与旋转数量m的变化时机之间具有偏差。 
如图10所示,第2位置数据修正电路362,当例如第1位置数 据的值P1的值在0至32767(=217×1/4-1)的值的范围内且所算出的旋转数量m为后半时,是于旋转数量m的值加上修正值Δm(=1),以修正旋转数量m的值。此处,所算出的旋转数量m为后半,意指所算出的旋转数量m的值为m但趋近于m+1。 
又,如图10所示,第2位置数据修正电路362,当例如第1位置数据的值P1的值在98304(=217×3/4-1)至131071(=217-1)的范围内且所算出的旋转数量m为前半时,于旋转数量m的值加上修正值Δm(=-1),以修正旋转数量m的值。此处,所算出的旋转数量m为前半,意指所算出的旋转数量m的值为m但趋近于m-1。 
此外,所算出的旋转数量m为后半或前半的判定,是根据推定值的值来判定。例如,第2位置数据修正电路362,当第2位置检测电路352所算出的推定值的值小于0.5(半周)时判定为前半,当推定值的值为0.5(半周)以上时判定为后半。 
此时,图10中,判定依第1编码器3所检测出的旋转数量的值而检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半1/4的区域(0至32767)或后半1/4的区域(98304至131071)。然而,为了判定偏差,亦可判定依第1编码器3所检测出的旋转数量的值而检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半的区域。 
因此,第2位置数据修正电路362,判定通过第2位置检测电路352所算出推定值的值推定出的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域,且判定通过第1编码器3所检测出的旋转数量的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域。接着,第2位置数据修正电路362,当此两个判定结果不同时,亦可修正第2位置检测电路352所算出的旋转数量的值。 
具体而言,第2位置数据修正电路362,当通过第2位置检测电路352所算出推定值的值推定的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的后半区域,且通过第1位置数据检测电路361所 检测出的第1位置数据的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域时,即于第2位置检测电路352所算出的旋转数量的值加上1来进行修正。 
又,第2位置数据修正电路362,相反地,当通过第2位置检测电路352所算出推定值的值推定的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域,且通过第1位置数据检测电路361所检测出的第1位置数据的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的后半区域时,即于第2位置检测电路352所算出的旋转数量的值加上-1来进行修正,亦即减去1进行修正。 
此外,第2位置数据修正电路362,根据从第2位置数据检测电路350的发送信号生成输出部353输入的发送信号,判定输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域,以修正旋转数量的值。 
例如,如图11所示,通过多次旋转A信号与多次旋转B信号依输入轴的1次旋转,而依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式变化。藉此,第2位置数据修正电路362,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为H与L或H与H时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的前半区域。相反地,第2位置数据修正电路362,在为L与H或L与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的后半区域。 
更详言的,第2位置数据修正电路362,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为H与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的开始1/4区域。又,第2位置数据修正电路362,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为L与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的结束1/4区域。 
又,第2位置数据修正电路362,通过检测出所输入的多次旋转A信号与多次旋转B信号依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式依序变化,即可检测出输入轴已旋转1次。又,相反地,第2位置数据修正电路362,通过检测出所输入的多次旋转A信号与多次旋转B信号依L与L、L与H、H与H、以及H与L的信号模式依序变化,即可检测出输入轴已往反方向旋转1次、亦即已旋转-1次。
其次,使用图19至图22针对输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向是相同的情形为正常的情形、与是相反的情形为正常的情形,说明上述第2位置数据修正电路362及位置数据合成电路363。 
首先,使用图19与图20说明输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向相同的情形为正常的情形。此时,例如图19所示,随着依输入轴10的旋转使第1位置数据(图式中为一次旋转内的位置)的值从0变化至131017,第2编码器4的发送信号生成输出部353,依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式变化的多次旋转A信号与多次旋转B信号输出至第1编码器3的第2位置修正电路362。 
接着,通过此多次旋转A信号与多次旋转B信号的变化,第1编码器3的第2位置修正电路362,检测出输入轴10已旋转10次。其后,依输入轴10进一步旋转,第2位置修正电路362同样地检测出输入轴10已旋转11次、已旋转12次。 
此时,第2位置修正电路362,根据图20所示的修正表修正旋转数量m的值。此修正与使用图10所说明的修正相同。 
接着,此情形下,位置数据合成电路363,生成显示10次旋转而从0至131017、12次旋转而从0至131017、13次旋转而从0至131017的合成位置数据。 
其次,使用图21与图22说明输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向相反的情形为正常的情形。此时,例如图21所示,随着依输入轴10的逆旋转使第1位置数据(图式中为一次旋转内的位置)的值从0变化至131017,第2编码器4的发送信号生成输出部353,依L与L、L与H、H与H、以及H与L的信号模式变化的多次旋转A信号与多次旋转B信号输出至第1编码器3的第2位置修正电路362。 
接着,通过此多次旋转A信号与多次旋转B信号的变化,第1编码器3的第2位置修正电路362,检测出输入轴10已旋转20次。其后,依输入轴10进一步旋转,同样地检测出输入轴10已旋转19次、已旋转18次。 
如上述,输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相反时,从基于输出轴11的第2位置数据的旋转数值虽会下降,但从基于输入轴10的第1位置数据的旋转数值是上升的状态。此处,为了使以位置数据合成电路363合成的合成位置数据一致于输出轴11的旋转方向,将第1位置数据转换成图22所示“修正后一次旋转内马达位置”。 
如此图22所示,输入轴10的旋转方向与输出轴11的旋转方向为相反时,则将第1位置数据的0转换为131071,将131071转换为0。亦即,将从第1位置数据的最大值的值减去第1位置数据的值后的值转换为第1位置数据。 
此外,此时第2位置修正电路362,根据图22所示的修正表修正旋转数量m的值。此修正与使用图10所说明的修正相同。 
此情形下,位置数据合成电路363,生成显示20次旋转而从131017至0、19次旋转而从131017至0、18次旋转而从131017至0的合成位置数据。 
<旋转方向检测部3610的详细> 
其次,使用图23,说明旋转方向检测部3610根据所接收的多次旋转A信号与多次旋转B信号检测输出轴11的旋转方向的方法。此外,图23中,以记号↑表示信号的上升,并以记号↓表示信号的下降。 
例如,多次旋转A信号上升且多次旋转B信号为L时,输出轴11的角度位置判定为往值增加的方向旋转。同样地,多次旋转A信号与多次旋转B信号为H与上升时、为下降与H时、以及为L与下降时,输出轴11的角度位置判定为往值增加的方向旋转。 
相反地,多次旋转A信号与多次旋转B信号为上升与H时、为L与上升时、为下降与L时、为H与下降时,输出轴11的角度位置判定为往值减少的方向旋转。 
如上述,旋转方向检测部3610,能根据多次旋转A信号与多次旋转B信号的发送形式的第2位置数据的位移,检测输出轴11的旋转方向。接着,旋转方向检测部3610能检测根据第1位置数据的位移检测的输入轴10的旋转方向与根据第2位置数据的位移检测的输出轴11的旋转方向是否为相同方向或是否为相反方向。 
此外,旋转方向检测部3610的此方向的检测方法中,例如假设动力传输装置2的传输率为n,即有若不使输出轴11旋转360°/4n量的角度,即无法得知输出轴11的旋转方向、亦即第2编码器4的旋转方向。例如,若传输率n的值为100,若不旋转约0.9°,旋转方向则不明。作为缩小此0.9°的值的方法,能提高第2编码器4所检测的第2位置数据的解析能力(例如为13位),并将此不明角度减少至0.04°。 
如此生成的多次旋转A信号与多次旋转B信号,并非依输入轴的1次旋转,而依H与L、H与H、L与H、以及L与L的1次信号模式变化,而例如依H与L、H与H、L与H、以及L与L的2次反复的信号模式变化。如上述,发送信号生成输出部353亦可对应输入轴10的1次旋转,生成变化预先决定的多次的二相信号即发送信号并输出。藉此,旋转方向检测部3610,即使在输出轴11旋转微小的角度位置量的情形,同样地亦能检测出输出轴11的旋转方向。 
又,本实施形态的二相信号,是根据储存于传输率信息储存部366的传输率信息等,通过发送信号生成输出部353来生成。因此,编码器系统中,当动力传输装置2的传输率成为不同的值时,发送信号生成输出部353能容易地生成与此不同传输率对应的二相信号。 
此外,发送信号生成输出部353亦可根据第2位置数据检测电路350所检测出的第2位置数据,生成与输入轴10的旋转对应的序列数据即发送信号并加以输出。接着,旋转方向检测部3610,亦可接收从发送信号生成输出部353接收的发送信号,并根据该发送的发送信号检测输出轴11的旋转方向。 
又,以往的编码器系统中,输出轴随着输入轴的旋转例如通过齿 轮等动力传输装置往与输入轴相同的方向旋转。然而,有可能因输入轴的故障、输出轴的故障、动力传输装置的故障等的原因,而发生输出轴不随着输入轴的旋转往与输入轴相同的方向旋转的情形。例如,有输出轴不随着输入轴的旋转而旋转,或输出轴随着输入轴的旋转而往与输入轴相反的方向旋转的可能。此种编码器系统的旋转动作中的异常动作,有可能会产生因编码器系统的异常动作导致的二次故障。因此,现有编码器系统须检测上述的异常动作。 
本实施形态中,可提供为旋转型绝对编码器且不须预先储存绝对位置的外部电池,且能检测输出轴是否随着输入轴的旋转往正常旋转方向旋转的编码器系统及信号处理方法。 
本实施形态中,具有以预先决定输入轴的旋转的传输率使输出轴旋转的动力传输装置的编码器系统,检测显示输入轴的角度位置的第1位置数据与显示输出轴的角度位置的第2位置数据,并合成第1位置数据与第2位置数据,藉此可发挥为多次旋转型绝对编码器且不须预先储存绝对位置的信息的外部电池的效果。又,本实施形态中,根据第1位置数据与第2位置数据检测出输入轴的旋转方向与输出轴的旋转方向是否为相同方向或是否为相反方向,藉此发挥检测输出轴是否随着输入轴的旋转往正常旋转方向旋转的效果。 
<提升可靠性、安全性的构成> 
其次,使用图15所示的方块图,说明提升可靠性、安全性的实施形态的构成。上述实施形态中,从第2信号处理电路5送出的信号输入至第1信号处理电路6,在第1信号处理电路6内的基板电路进行信号处理后,通过单一缆线的通信线9,从第1信号处理电路6送出至上位的控制器8。 
假设,在第1信号处理电路6的基板上有某零件故障时,或连接基板与缆线的连接器的不良或连接第1信号处理电路6与控制器8的缆线断线时,即成为第2信号处理电路5的信号无法送出至控制器8的情事,而有可能对作为编码器系统的电路整体的可靠性、安全性产生问题。 
因此,图15所示的构成中,即为了避免此种问题而提升了可靠性、安全性的构成。亦即,第1信号处理电路6,并不在同一基板处理来自第1编码器3的信号与来自第2编码器4的信号,而分别以不同基板、不同连接器、不同缆线分别将信号送出至控制器8。 
例如,至少具有第1位置数据检测电路361的第1检测信号处理电路6A(第1处理电路),具有通过第1通信线即通信线9A将第1位置数据检测电路361所检测出的第1位置数据输出至上位装置即控制器8的第1外部通信电路。又,至少具有第2位置数据修正电路362的第2检测信号处理电路6B(第2处理电路),具有通过第2通信线即通信线9B将第2位置数据修正电路362已修正的第2位置数据输出至上位装置即控制器8的第2外部通信电路。又,第1检测信号处理电路6A与第2检测信号处理电路6B构成于不同的基板上。 
因此,第1编码器3所检测出的检测信号与第2编码器4所检测出的检测信号由于完全以不同系统处理且分别独立,因此不论任一方的检测部及处理部发生故障,一方的检测信号无法送出的情形,该故障亦不会影响自另一方检测部送出检测信号。藉此,控制器8能通过比较两者的检测信号,检测出有任一方故障的情事,因此,能提升编码器系统的可靠性、安全性。 
此外,若因空间之故,亦可如该图式上虚线框部所示,仅共享第1信号处理电路6的基板构件,于共享基板内部将第1检测信号处理电路6A与第2检测信号处理电路6B完全分离而构成。 
此外,如上所述为了提升编码器系统的可靠性、安全性,亦可如下构成。亦即,至少具有第1位置数据检测电路361的第1信号处理电路6,具有将第1位置数据检测电路361所检测出的第1位置数据输出至上位装置即控制器8的第3外部通信电路(外部通信电路365)。 
又,至少具有第2位置数据检测电路350的第2信号处理电路5,具有将第2位置数据检测电路350所检测出的第2位置数据输出至上位装置即控制器8的第4外部通信电路。又,第1外部通信电路与第2外部通信电路构成于不同的基板上。 
此外,上述第1编码器3或第2编码器4可分别为磁气式编码器,亦可是光学式编码器。 
又,上述传输率信息储存部356与传输率信息储存部366、第1解析能力储存部357与第1解析能力储存部367、以及第2解析能力储存部358与第2解析能力储存部368可分别储存同一信息。因此,传输率信息储存部356与传输率信息储存部366、第1解析能力储存部357与第1解析能力储存部367、以及第2解析能力储存部358与第2解析能力储存部368可分别构成为一体,而可由第1信号处理电路6或第2信号处理电路5中的任一方来具备,或编码器系统来具备。又,第1信号处理电路6及第2信号处理电路5亦可从此等构成为一体的储存部分别进行读出。 
又,此等储存部,可通过硬件装置或光磁盘装置、闪存等的不挥发性的内存、或仅能读出CD-ROM等的记忆媒体、RAM(Random Access Memory,随机存取内存)之类的挥发性内存、或此等的组合来构成。 
此外,图11中的构成第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或通过内存及微处理器来实现。 
此外,构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或将构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路由内存及CPU(中央运算装置)构成,通过内存读出用以实现构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路的功能的程序,以使其实现该功能。 
其次,进一步说明其它实施形态。此外,对与上述实施形态相同的构成要素赋予同一符号,省略或简化其说明。 
本实施形态中,编码器系统,如图24所示具有马达1、动力传输装置2、第1编码器(第1绝对位置编码器)3、第2编码器(第2绝对位置编码器)4、输入轴10、以及输出轴11。又,编码器系统具有上位装置的控制器8、控制器8与第1编码器3之间的通信线9、以及连 接控制器8与马达1之间的马达控制线14。又,第1编码器3与第2编码器4通过通信线12及设定控制线13连接。 
控制器8,通过以马达控制线14将旋转控制信号输出至马达1,以控制马达1的旋转。此旋转控制信号,例如是使步进马达的马达1旋转的脉冲波。 
本实施形态中亦同样地,编码器系统,使用1次旋转型的绝对编码器即第1编码器3与1次旋转型的绝对编码器即第2编码器3作为编码器系统整体,而发挥多次旋转型绝对编码器的功能。因此,此编码器系统中,不需要现有技术的编码器系统所需的预先储存绝对位置的信息的外部电池。 
本实施形态中,编码器系统具有第1信号处理电路6与第2信号处理电路5(后述的第2位置数据检测电路450)。例如,第1编码器3于内部具有第1信号处理电路6。又,第2编码器4于内部具有第2信号处理电路5。 
第2编码器4所检测出的第2检测信号输入至此第2信号处理电路5。接着,此第2信号处理电路2,根据从第2编码器4输入的第2检测信号,进行预先决定的信号处理,检测出显示输出轴11的旋转中的角度位置的第2位置数据。亦即,此第2信号处理电路5,对所输入的第2检测信号进行内插处理以检测第2位置数据。 
接着,此第2信号处理电路5将所检测出的第2位置数据通过通信线12输出至第1编码器3。此外,当第2信号处理电路5检测第2位置数据时,例如以相较于动力传输装置2的传输率至少两倍以上的预先决定的解析能力检测第2位置数据。此外,之所以如上述需至少两倍,是如后述,用以能判定藉第2位置数据显示的旋转系旋转的前半或后半。 
又,第1编码器3于内部具有第1信号处理电路6。第2编码器4所检测出的第2位置数据通过通信线12输入至此第1信号处理电路6。又,第1信号处理电路6对第1编码器3所检测出的第1检测信号进行内插处理以检测显示输入轴10的角度位置的第1位置数据。 
接着,第1信号处理电路6,根据所检测出的第1位置数据与所输入的第2位置数据,检测出输入轴10的旋转数量与显示1次旋转内的角度位置的合成位置数据。又,第1信号处理电路6将所检测出的合成位置数据通过通信线9输出至控制器8。 
藉此,控制器8中,通过合成位置数据,能从作为多次旋转型绝对编码器的编码器系统检测出输入轴10的旋转数量与1次旋转内的角度位置。又,控制器8,根据所输入的合成位置数据通过马达控制线14控制马达1的旋转。 
来自控制器8的旋转控制信号通过马达控制线14输入至第1信号处理电路6。接着,第1信号处理电路6比较根据来自控制器8的旋转控制信号所算出的输入轴10的角度位置即输入轴角度位置、以及第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据,且比较根据来自控制器8的旋转控制信号所算出的输出轴11的角度位置即输出轴角度位置、以及第2位置数据检测电路450所检测出的第2位置数据,通过组合比较的结果来检测故障。第1信号处理电路6,进一步将显示所检测出的故障内容的信息通过通信线9输出至控制器8。 
其次,使用图25,说明已使用图24说明的编码器系统的构成、特别是第2信号处理电路5与第1信号处理电路6的构成。此外,图25中,对与图24相同的构成赋予同一符号,省略其说明。 
<第2信号处理电路5与第1信号处理电路6的构成> 
第2信号处理电路5具有第2位置数据检测电路450。此第2位置数据检测电路450具有第2内插电路451、第2位置检测电路452、发送信号生成输出部453、传输率信息储存部456、第1解析能力储存部457、第2解析能力储存部458。另一方面,第1信号处理电路6具有第1位置数据检测电路461、第2位置数据修正电路462、位置数据合成电路463、旋转数量储存部464、外部通信电路465、传输率信息储存部466、第1解析能力储存部467、以及第2解析能力储存部468、故障检测部469。 
<第2信号处理电路5的各构成> 
首先说明第2信号处理电路5所具有的第2位置数据检测电路450的各构成。于传输率信息储存部456中,预先储存有显示连结第1编码器3与第2编码器4的预先决定的动力传输装置2的传输率值的信息而作为传输率信息。于第1解析能力储存部457中,预先储存有第1位置数据检测电路461的解析能力以作为第1解析能力。于第2解析能力储存部458中,预先储存有第2位置数据检测电路450的解析能力以作为第2解析能力。 
第2内插电路451,对从第2编码器4输入的第2检测信号进行内插处理以检测第2位置数据。第2位置数据电路452,将第2内插电路451所检测出的第2位置数据与从传输率信息储存部456读出的传输率信息相乘后的值除以从第2解析能力储存部458读出的第2解析能力的值后的值的整数部分值,算出作为旋转数量,且将该除算后的值的小数部分值乘上从第1解析能力储存部457读出的第1解析能力的值算出作为推定值。此推定值是根据第2编码器4所检测出的第2检测信号算出通过第1编码器3正确地检测的第1位置数据并推定的位置数据。 
例如,第2位置检测电路452通过下式10及式11算出旋转数量(m)与推定值s。 
m=INT(n(P2/R2))...(式10) 
s=n(P2/R2)-m...(式11) 
上述的式10与式11中,P2是第2内插电路451所检测出的第2位置数据,R1第1解析能力储存部457所储存的第1解析能力,R2第2解析能力储存部458所储存的第2解析能力,n是从传输率信息储存部456读出的传输率信息。又,此外,INT是舍去小数点以下的值仅抽出整数部分的运算子。 
如上述,此第2位置数据检测电路450,通过第2内插电路451与第2位置检测电路452,根据对第2编码器4所检测出的第2检测信号进行内插处理后的值与从传输率信息储存部456读出的传输率信息,算出第1编码器3的旋转数量且算出与第1位置数据对应的位置 数据作为推定值。 
发送信号生成输出部453,根据第2位置检测电路452所算出的推定值,生成显示输入轴10的旋转数量的值的发送信号并输出至第2位置数据修正电路462。此发送信号生成输出部453,将发送信号生成为例如彼此相位差异90度的第1矩形波信号即多次旋转A信号与第2矩形波信号即多次旋转B信号并加以输出(参照图11)。此外,此二相信号,为了使其具有可耐外来的噪声的特性,最好是波形为矩形波的二相矩形波信号。 
图11中,依输入轴的1次旋转、亦即依第1位置数据的值取0至131071,使多次旋转A信号与多次旋转B信号依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式变化。此处的H与L例如以电气信号的电位预先决定的高电位与低电位。接着,依输入轴的1次旋转,多次旋转A信号与多次旋转B信号即反复上述的信号模式。 
此发送信号生成输出部453所生成的多次旋转A信号与多次旋转B信号于输入轴的1次旋转中,通过其传输率n与第2位置数据检测电路450的解析能力R2成为如下的关系。 
多次旋转A信号,在R2/4n的余数为0至2n的期间成为H,除此以外则成为L。另一方面,多次旋转B信号,在R2/4n的余数为n至3n的期间成为H,除此以外则成为L。 
发送信号生成输出部453例如依如下方式生成上述多次旋转A信号与多次旋转B信号。发送信号生成输出部453,在第2位置检测电路452所算出的推定值乘上第2位置数据检测电路450的解析能力R2的值再除以4n后的值,只要是0至2n,即将多次旋转A信号输出为H,除此以外则将多次旋转A信号输出为L。又,发送信号生成输出部453,在第2位置检测电路452所算出的推定值乘上第2位置数据检测电路450的解析能力R2的值再除以4n后的值,只要是1n至3n,即将多次旋转B信号输出为H,除此以外则将多次旋转B信号输出为L。 
又,本实施形态的多次旋转A信号与多次旋转B信号的二相信 号,根据储存于传输率信息储存部456的传输率信息等,通过发送信号生成输出部453来生成。因此,编码器系统中,当动力传输装置2的传输率成为不同的值时,发送信号生成输出部453能容易地生成与此不同传输率对应的二相信号。 
<第1信号处理电路6的各构成> 
其次,说明第1信号处理电路6的各构成。于传输率信息储存部466中,与传输率信息储存部456同样地,预先储存有显示连结第1编码器3与第2编码器4的预先决定的动力传输装置2的传输率值的信息而作为传输率信息。于第1解析能力储存部467中,与第1解析能力储存部457同样地,预先储存有第1位置数据检测电路461的解析能力以作为第1解析能力。于第2解析能力储存部468中,与第2解析能力储存部458同样地,预先储存有第2位置数据检测电路450的解析能力以作为第2解析能力。 
第1位置数据检测电路461,根据从第1编码器3输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出显示输入轴10的角度位置的第1位置数据。 
第2位置数据修正电路462,将第2位置数据检测电路450所检测出的第2位置数据作为多次旋转A信号与多次旋转B信号从第2位置数据检测电路450的发送信号生成输出部453输出。此外,第2位置数据修正电路462,通过根据此第2位置数据与第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据预先决定的修正处理,修正第2位置数据检测电路450所检测出的第2位置数据。 
位置数据合成电路463,根据第2位置数据修正电路462所修正的第1编码器3的旋转数量的值与第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据的值,生成合成位置数据。此外,当此位置数据合成电路463,在合成第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路450所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部466读出的传输率信息合成合成位置数据。 
又,此位置数据合成电路463,详细而言,在合成第1位置数据 检测电路461所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路450所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部466读出的传输率信息、从第1解析能力储存部467读出的第1解析能力、以及从第2解析能力储存部468读出的第2解析能力,通过预先决定的算出方法,合成合成位置数据。 
例如,位置数据合成电路463通过下式12算出合成位置数据。 
合成位置数据=P1+R1×INT(n×P2/R2)...(式12) 
此处,P1为第1位置数据,P2为第2位置数据,n为齿轮比。又,R1为第1位置数据检测电路461的解析能力,R2为第2位置数据检测电路450的解析能力。此外,INT是舍去小数点以下的值仅抽出整数部分的运算子。 
位置数据合成电路463,通过此式12,将第2位置数据检测电路450一次旋转内的位置比例(P2/R2)乘上传输率(n)的值的整数部分(INT)的值再乘上第1位置数据检测电路461的解析能力(R1),并进而加上第1位置数据(P1)的值后的值,算出为合成位置数据。 
又,位置数据合成电路463,将所生成的合成位置数据通过外部通信电路465通过通信线9输出至控制器8。 
控制器8控制马达1的旋转控制信号通过马达控制线14输入至故障检测部469。接着,此故障检测部469,比较根据来自控制器8的旋转控制信号所算出的输入轴10的角度位置即输入轴角度位置、以及第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据,且比较根据来自控制器8的旋转控制信号所算出的输出轴11的角度位置即输出轴角度位置、以及第2位置数据修正电路462已修正的第2位置数据,通过组合比较的结果来检测故障。藉此,可通过控制器8的控制检测出输入轴10及输出轴11是否正常旋转。 
例如,故障检测部469具有输入轴角度位置算出部4691、输出轴角度位置算出部4692、以及比较部4693。又,该输入轴角度位置算出部4691,根据来自控制器8的旋转控制信号算出输入轴10的角度位置即输入轴角度位置。又,输出轴角度位置算出部4692,根据来 自控制器8的旋转控制信号算出输出轴11的角度位置即输出轴角度位置。 
此外,输入轴角度位置算出部4691,在根据来自控制器8的旋转控制信号算出输入轴角度位置时,亦可根据旋转控制信号、从传输率信息储存部466读出的传输率信息、从第1解析能力储存部467读出的第1解析能力、以及从第2解析能力储存部468读出的第2解析能力,通过预先决定的算出方法算出输入轴角度位置。 
又,输出轴角度位置算出部4692,在根据来自控制器8的旋转控制信号算出输出轴角度位置时,亦可根据旋转控制信号、从传输率信息储存部466读出的传输率信息、从第1解析能力储存部467读出的第1解析能力、以及从第2解析能力储存部468读出的第2解析能力,通过预先决定的算出方法算出输出轴角度位置。 
比较部4693比较输入轴角度位置算出部4691所算出的输入轴角度位置与第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据,且比较输出轴角度位置算出部4692所算出的输出轴角度位置与第2位置数据修正电路462已修正的第2位置数据,通过经比较的结果的组合检测故障。 
例如,此故障检测部469的比较部4693,检测输入轴角度位置与第1位置数据是否一致,且检测输出轴角度位置与第2位置数据是否一致。接着,当此检测出的结果,是输入轴角度位置与第1位置数据非为一致,且输出轴角度位置与第2位置数据非为一致时,故障检测部469的比较部4693,即将显示第1编码器3或第1位置数据检测电路461中任一个或其组合的输入轴侧装置已故障的信号输出至控制器8。另一方面,当此检测出的结果,是输入轴角度位置与第1位置数据为一致,且输出轴角度位置与第2位置数据非为一致时,故障检测部469的比较部4693,即将显示动力传输装置2、第2编码器3或第2位置数据检测电路450中任一个或其组合的输出轴侧装置已故障的信号输出至控制器8 
又,故障检测部469的比较部4693,当输入轴角度位置与第1 位置数据非为一致,且输出轴角度位置与第2位置数据非为一致时,将显示故障的信号输出至控制器8。 
此外,在输入轴角度位置与第1位置数据非为一致,且输出轴角度位置与第2位置数据非为一致而输出的显示故障的信号时,有可能马达1、控制器8、第1编码器3、第1位置数据检测电路461、动力传输装置2、第2编码器3或第2位置数据检测电路450中任一个或其组合的驱动装置已故障。 
如上述,故障检测部469的比较部4693,将显示输入轴侧装置已故障的信号、显示输出轴侧装置已故障的信号、或显示故障的信号输出至控制器8。藉此,控制器8能通过旋转控制信号检测输入轴及输出轴是否正常旋转,且能检测出是哪一部分故障。因此,在修理故障部分时,进行修理的使用者,由于已得知编码器系统中已故障的部位,因此能迅速进行修理。 
又,故障检测部469的比较部4693,在检测输入轴角度位置与第1位置数据是否一致,且检测输出轴角度位置与第2位置数据是否一致时,在输入轴角度位置与第1位置数据的差在预先决定的第1容许量以下为一致则检测为一致,在第1容许量以下为不一致则检测为不一致。又,故障检测部469的比较部4693,在检测输入轴角度位置与第1位置数据是否一致,且检测输出轴角度位置与第2位置数据是否一致时,在输出轴角度位置与第2位置数据的差在预先决定的第2容许量以下为一致则检测为一致,在第2容许量以下为不一致则检测为不一致。此第1容许量与第2容许量例如是输入轴10的半旋转或1/4旋转的旋转量。 
一般而言,输入轴角度位置与第1位置数据不会大幅偏差。然而,会因检测的误差等而多少会产生偏差。当如上述产生偏差时,同样地亦如上述般在输入轴角度位置与第1位置数据的差在预先决定的第1容许量以下为一致则检测为一致,在第1容许量以下为不一致则检测为不一致,藉此能考量该误差,检测出是正常地一致或不一致。此点在比较输出轴角度位置与第2位置数据的情形亦相同。 
又,故障检测部469具有位置数据比较/对照电路4694,此位置数据比较/对照电路4694,根据第2位置数据检测电路450所检测出的第2位置数据、亦即第2位置数据修正电路462已修正的第2位置数据与从传输率信息储存部466读出的传输率信息,将与第1位置数据检测电路461所检测的第1位置数据对应的位置数据算出为推定值。又,此位置数据比较/对照电路4694,算出所算出的推定值与第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据的差作为误差推定值。 
接着,位置数据比较/对照电路4694,通过判定所算出的误差推定值是否在预先决定的值的范围内,当该判定的结果,算出的误差推定值不在预先决定的值的范围内时,即将显示第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路450所检测出的(或第2位置数据修正电路462已修正的)第2位置数据不一致的信号输出至控制器8。 
控制器8,根据从故障检测部469的比较部4693输入显示输入轴侧装置已故障的信号、显示输出轴侧装置已故障的信号、或显示故障的信号,来检测输入轴及输出轴未正常旋转时,即通过马达控制线14使马达1的旋转停止。 
又,控制器8,根据从故障检测部469的位置数据比较/对照电路4694输入显示第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路450所检测出的(或第2位置数据修正电路462已修正的)第2位置数据不一致的信号,通过马达控制线14使马达1的旋转停止。 
如上述,控制器8根据已检测出输入轴及输出轴未正常旋转一事而使马达1的旋转停止,藉此能防止因编码器系统的故障或异常动作导致的二次故障。 
外部通信电路465通过通信线9执行与控制器8之间的通信处理。例如,外部通信电路465将通过通信线9从控制器8接收的传输率信息储存于传输率信息储存部466,且通过设定控制线13储存于传 输率信息储存部456。 
又,外部通信电路465,将通过通信线9从控制器8接收的第1解析能力储存于第1解析能力储存部467,且通过设定控制线13储存于第1解析能力储存部457。又,外部通信电路465,将通过通信线9从控制器8接收的第2解析能力储存于第2解析能力储存部468,且通过设定控制线13储存于第2解析能力储存部458。 
此外,此传输率信息储存部466及传输率信息储存部456例如是不挥发系内存。因此,储存于传输率信息储存部466的传输率信息的值只要设定了1次,即使编码器系统的电源切掉亦不会消失。通过本构成,能增加编码器系统中可使用的动力传输装置2及动力传输装置2的传输率的选项。 
又,第1解析能力储存部457、第1解析能力储存部467、第2解析能力储存部458、以及第2解析能力储存部468亦与传输率信息储存部466及传输率信息储存部456同样地,分别是例如不挥发性内存。因此,同样地能增加编码器系统中可使用的第1位置数据检测电路461及第2位置数据检测电路450的解析能力的值的选项。 
于旋转数量储存部464储存有以第2编码器4检测出的输入轴10的旋转数量的值。又,第2位置数据修正电路462,根据来自第2信号处理电路5的发送信号的接收,使储存于旋转数量储存部464的旋转数量的值上升1或下降1,藉此检测旋转数量的值。 
此外,于旋转数量储存部464储存有在编码器系统的启动时以第2编码器4检测出的输入轴10的旋转数量的值。例如,在编码器系统的启动时,第2信号处理电路5的发送信号生成输出部453以1KHz的周期,使使用图11所说明的多次旋转A信号与多次旋转B信号的信号模式反复旋转数量的值,将旋转数量的值的多次旋转信号输出为初始值设定信号。接着,第2位置数据修正电路462,使与从第2信号处理电路5的发送信号生成输出部453接收的初始值设定信号对应的值储存于旋转数量储存部464。其结果,于旋转数量储存部464储存旋转数量的信息。 
其后,第2位置数据修正电路462,根据来自第2信号处理电路5的发送信号的接收,使储存于旋转数量储存部464的旋转数量的值上升或下降,藉此检测旋转数量的值。 
藉此,通过显示旋转数量的值已上升或旋转数量的值已下降的二相信号的发送信号,能将旋转数量本身的值从第2信号处理电路5发送至第1信号处理电路6。 
<位置数据合成电路463与位置数据比较/对照电路4694的详细> 
其次,使用图26详细说明位置数据合成电路463与位置数据比较/对照电路4694所执行的处理。此处,将第1位置数据检测电路461的解析能力设为13位,将第2位置数据检测电路462(第2位置检测电路452)的解析能力设为11位,亦即,第1位置数据检测电路461输出0至8191(=213-1)的范围内的整数值即第1位置数据。接着,第2位置数据检测电路450输出0至2047(=211-1)的范围内的整数值即第2位置数据。又,此处在将动力传输装置2的传输率设为100,于传输率信息储存部466预先储存有值为100的传输率信息的状况下进行说明。 
此处,作为一例,说明第1位置数据检测电路461将第1位置数据的值设为1000输出的情形。又,说明第2位置数据检测电路450将第2位置数据的值设为310输出,第2位置数据修正电路462亦将第2位置数据的值设为310输出的情形。又,说明输入轴10的旋转数量为15的情形。 
首先,说明位置数据合成电路463。位置数据合成电路463通过上述式12算出合成位置数据。此时,由于第1位置数据P1的值是1000,第2位置数据P2的值是310,传输率n的值是100,第1位置数据检测电路461的解析能力R1的值是8192,第2位置数据检测电路450的解析能力R2的值是2048,因此位置数据合成电路463通过上述式12算出123865作为合成数据的值。 
其次说明位置数据比较/对照电路4694。位置数据比较/对照 电路4694首先通过下式13算出推定值。 
推定值=mod(P2/R2)×n×R1...(式13) 
此处,R1是第1位置数据检测电路461的解析能力。又,mod是舍去整数部分而仅抽出小数部分的运算子。此外,式13中与式12相同的记号显示与式12相同的物理量。 
位置数据比较/对照电路464,通过此式13,将第2位置数据检测电路450的1次旋转内的位置比例(P2/R2)的小数部分的值乘上传输率(n)与第1位置数据检测电路461的解析能力R1后的值,作为推定值算出。 
此时,由于第2位置数据P2的值是310,第2位置数据检测电路450的解析能力R2的值是2048,传输率的值是100,第1位置数据检测电路461的解析能力R1的值是8192,因此位置数据比较/对照电路4694通过上述式13算出1024作为推定值。 
其次,位置数据比较/对照电路4694,通过下式14算出误差推定值。 
误差推定值=推定值-P1...(式14) 
此处,式14的推定值是以上述式13算出的推定值。位置数据比较/对照电路4694,将通过此式14算出的推定值与第1位置数据P1的差作为误差推定值算出。此时,由于推定值的值是1024,第1位置数据P1是1000,因此位置数据比较/对照电路4694通过上述式14算出24作为误差推定值的值。 
其次,位置数据比较/对照电路4694,判定通过上述式14算出的误差推定值的绝对值相较于第1位置数据检测电路461的解析能力R1是否为例如1/8以下。此时,由于所算出的误差推定值的值是24,第1位置数据检测电路461的解析能力R1的值是8192,所算出的误差推定值的绝对值相较于第1位置数据检测电路461的解析能力R1为1/8以下,因此位置数据比较/对照电路4694即判定判定结果为正常。此外,当所算出的误差推定值的绝对值相较于第1位置数据检测电路461的解析能力R1非为1/8以下时,位置数据比较/对照电 路4694即判定为异常。又,位置数据比较/对照电路4694,在此判定的结果为异常时,即将显示第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路450所检测出的(或第2位置数据修正电路462已修正的)第2位置数据不一致的信号,输出至控制器8。 
<第2位置数据修正电路462的详细> 
其次,使用图9与图10更具体地说明第2位置数据修正电路462的构成。例如,显示输入轴10的旋转位置的第1位置数据与显示输出轴11的旋转位置的第2位置数据之间有可能会产生偏差。此是因输入轴10与动力传输装置2、以及动力传输装置2与输出轴11之间的咬合而产生的偏差,为以物理方式产生。 
因此,如图9所示,于从第2位置数据算出的旋转数量(m)与显示输入轴10的旋转位置的第1位置数据(P1)之间亦有可能在变化的时序中产生偏差。当产生上述偏差时,位置数据合成电路463,无法正常地生成合成位置数据。因此,第2位置数据修正电路462在如上述有偏差时,位置数据合成电路463,可以能正常生成合成位置数据的方式如图10所示地算出修正值Δm,并将此算出的修正值Δm加算于旋转数量(m)来修正。 
此处,使用图9与图10说明以第2位置数据修正电路462修正旋转数量的修正方法。此外,此处说明第1位置数据的值为17位的情形。 
如图9所示,随着输入轴10的旋转、输出轴11亦旋转,根据第2位置数据的值P2算出旋转数量m。又,第1位置数据的值P1是反复0至131071(=217-1)的值。亦即,第1位置数据的值P1与反复0至131071(=217-1)的值一事对应地,例如旋转数量m依10、11、12的顺序变化。通过此第1位置数据的值P1检测出的输入轴旋转数量的变化位置(例如第1位置数据的值P1成为0的时机)与旋转数量m的变化时机之间具有偏差。 
如图10所示,第2位置数据修正电路462,当例如第1位置数 据的值P1的值在0至32767(=217×1/4-1)的值的范围内且所算出的旋转数量m为后半时,于旋转数量m的值加上修正值Δm(=1),以修正旋转数量m的值。此处,所算出的旋转数量m为后半,意指所算出的旋转数量m的值为m但趋近于m+1。 
又,如图10所示,第2位置数据修正电路462,当例如第1位置数据的值P1的值在98304(=217×3/4-1)至131071(=217-1)的范围内且所算出的旋转数量m为前半时,于旋转数量m的值加上修正值Δm(=-1),以修正旋转数量m的值。此处,所算出的旋转数量m为前半,意指所算出的旋转数量m的值为m但趋近于m-1。 
此外,所算出的旋转数量m为后半或前半的判定,根据推定值的值来判定。例如,第2位置数据修正电路462,当第2位置检测电路452所算出的推定值的值小于0.5(半周)时判定为前半,当推定值的值为0.5(半周)以上时判定为后半。 
此时,图10中,判定依第1编码器3所检测出的旋转数量的值而检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半1/4的区域(0至32767)或后半1/4的区域(98304至131071)。然而,为了判定偏差,亦可判定依第1编码器3所检测出的旋转数量的值而检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半的区域。 
因此,第2位置数据修正电路462,判定通过第2位置检测电路452所算出推定值的值推定出的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域,且判定通过第1编码器3所检测出的旋转数量的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域。接着,第2位置数据修正电路462,当此两个判定结果不同时,亦可修正第2位置检测电路452所算出的旋转数量的值。 
具体而言,第2位置数据修正电路462,当通过第2位置检测电路452所算出推定值的值推定的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的后半区域,且通过第1位置数据检测电路461所 检测出的第1位置数据的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域时,即于第2位置检测电路452所算出的旋转数量的值加上1来进行修正。 
又,第2位置数据修正电路462,相反地,当通过第2位置检测电路452所算出推定值的值推定的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域,且通过第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的后半区域时,即于第2位置检测电路452所算出的旋转数量的值加上-1来进行修正,亦即减去1进行修正。 
此外,第2位置数据修正电路462,根据从第2位置数据检测电路450的发送信号生成输出部453输入的发送信号,判定输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域,以修正旋转数量的值。 
例如,如图11所示,通过多次旋转A信号与多次旋转B信号依输入轴的1次旋转,而依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式变化。藉此,第2位置数据修正电路462,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为H与L或H与H时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的前半区域。相反地,第2位置数据修正电路462,在为L与H或L与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的后半区域。 
更详言的,第2位置数据修正电路462,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为H与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的开始1/4区域。又,第2位置数据修正电路462,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为L与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的结束1/4区域。 
又,第2位置数据修正电路462,通过检测出所输入的多次旋转A信号与多次旋转B信号依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式依序变化,即可检测出输入轴已旋转1次。又,相反地,第2位置数据修正电路462,通过检测出所输入的多次旋转A信号与 多次旋转B信号依L与L、L与H、H与H、以及H与L的信号模式依序变化,即可检测出输入轴已往反方向旋转1次、亦即已旋转-1次。 
又,以往的编码器系统中,通过上位控制装置的控制器的控制使输入轴旋转,并随着此输入轴的旋转通过动力传输装置使输出轴旋转。然而,有可能因输入轴的故障、输出轴的故障、动力传输装置的故障等的原因,而发生输入轴不通过控制器的控制而正常旋转的情事、或即使输入轴通过控制器的控制而正常旋转时输出轴仍不正常旋转的情事。此种编码器系统的旋转动作中的异常动作,有可能会产生因编码器系统的异常动作导致的二次故障。因此,现有编码器系统须检测上述的异常动作。 
本实施形态中,可提供能检测通过控制器的控制输入轴及输出轴是否正常旋转的编码器系统及信号处理方法。 
本实施形态中,具有以预先决定输入轴的旋转的传输率使输出轴旋转的动力传输装置的编码器系统,检测显示输入轴的角度位置的第1位置数据与显示输出轴的角度位置的第2位置数据,并合成第1位置数据与第2位置数据,藉此可发挥为多次旋转型绝对编码器且不须预先储存绝对位置的信息的外部电池的效果。 
本实施形态中,通过编码器系统的故障检测部,比较根据来自控制器的旋转控制信号算出的输入轴的角度位置即输入轴角度位置与第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据。又,本实施形态中,比较根据来自控制器的旋转控制信号算出的输出轴的角度位置即输出轴角度位置与第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据。接着,通过所比较的结果的组合检测故障。因此,能检测通过控制器的控制输入轴及输出轴是否正常旋转。 
<提升可靠性、安全性的构成> 
其次,使用图15所示的方块图,说明提升可靠性、安全性的实施形态的构成。上述实施形态中,从第2信号处理电路5送出的信号输入至第1信号处理电路6,在第1信号处理电路6内的基板电路进 行信号处理后,通过单一缆线的通信线9,从第1信号处理电路6送出至上位的控制器8。 
假设,在第1信号处理电路6的基板上有某零件故障时,或连接基板与缆线的连接器的不良或连接第1信号处理电路6与控制器8的缆线断线时,即成为第2信号处理电路5的信号无法送出至控制器8的情事,而有可能对作为编码器系统的电路整体的可靠性、安全性产生问题。 
因此,图15所示的构成中,即为了避免此种问题而提升了可靠性、安全性的构成。亦即,第1信号处理电路6,并不在同一基板处理来自第1编码器3的信号与来自第2编码器4的信号,而分别以不同基板、不同连接器、不同缆线分别将信号送出至控制器8。 
例如,至少具有第1位置数据检测电路461的第1检测信号处理电路6A(第1处理电路),具有通过第1通信线即通信线9A将第1位置数据检测电路361所检测出的第1位置数据输出至上位装置即控制器8的第1外部通信电路。又,至少具有第2位置数据修正电路462的第2检测信号处理电路6B(第2处理电路),具有通过第2通信线即通信线9B将第2位置数据修正电路462已修正的第2位置数据输出至上位装置即控制器8的第2外部通信电路。又,第1检测信号处理电路6A与第2检测信号处理电路6B构成于不同的基板上。 
因此,第1编码器3所检测出的检测信号与第2编码器4所检测出的检测信号由于完全以不同系统处理且分别独立,因此不论任一方的检测部及处理部发生故障,一方的检测信号无法送出的情形,该故障亦不会影响自另一方检测部送出检测信号。藉此,控制器8能通过比较两者的检测信号,检测出有任一方故障的情事,因此,能提升编码器系统的可靠性、安全性。 
此外,若因空间之故,亦可如该图式上虚线框部所示,仅共享第1信号处理电路6的基板构件,于共享基板内部将第1检测信号处理电路6A与第2检测信号处理电路6B完全分离而构成。 
此外,如上所述为了提升编码器系统的可靠性、安全性,亦可是 如下构成。亦即,至少具有第1位置数据检测电路461的第1信号处理电路6,具有将第1位置数据检测电路461所检测出的第1位置数据输出至上位装置即控制器8的第3外部通信电路(外部通信电路465)。 
又,至少具有第2位置数据检测电路450的第2信号处理电路5,具有将第2位置数据检测电路450所检测出的第2位置数据输出至上位装置即控制器8的第4外部通信电路。又,第1外部通信电路与第2外部通信电路构成于不同的基板上。 
此外,上述第1编码器3或第2编码器4可分别为磁气式编码器,亦可是光学式编码器。 
又,上述说明的编码器系统中,虽说明第1信号处理电路6具有故障检测部469,但并不限于此。 
例如,控制器8亦可具有故障检测部469。此时,第1信号处理电路6的第1位置数据检测电路461,将所检测出的第1位置数据通过外部通信电路465并通过通信线9发送至控制器8。又,第1信号处理电路6的第2位置数据修正电路462,将所检测出的第2位置数据通过外部通信电路465并通过通信线9发送至控制器8。 
又,控制器8的故障检测部469,亦可算出输入轴角度位置与输出轴角度位置,比较所算出的输入轴角度位置与所接收的第1位置数据,并比较所算出的输出轴角度位置与所接收的第2位置数据,并通过比较的结果的组合检测故障。亦即,控制器8可具有使用图25所说明的输入轴角度位置算出部4691、输出轴角度位置算出部4692、以及比较部4693。 
又,控制器8亦可算出输入轴角度位置与输出轴角度位置,将所算出的输入轴角度位置与输出轴角度位置,通过通信线9并通过外部通信电路465发送至第1信号处理电路6的故障检测部469。接着,第1信号处理电路6的故障检测部469,可比较所接收的输入轴角度位置与第1位置数据,并比较所接收的输出轴角度位置与第2位置数据。亦即,控制器8可具有使用图25所说明的输入轴角度位置算出 部4691、输出轴角度位置算出部4692,第1信号处理电路6的故障检测部469可具有比较部4693。 
此外,上述说明中,虽说明第2位置数据检测电路450与第2位置数据修正电路462为不同构成,但此第2位置数据检测电路450与第2位置数据修正电路462亦可为一体,而构成第2位置数据检测电路450。 
又,上述传输率信息储存部456与传输率信息储存部466、第1解析能力储存部457与第1解析能力储存部467、以及第2解析能力储存部458与第2解析能力储存部468可分别储存同一信息。因此,传输率信息储存部456与传输率信息储存部466、第1解析能力储存部457与第1解析能力储存部467、以及第2解析能力储存部458与第2解析能力储存部468可分别构成为一体,而可由第1信号处理电路6或第2信号处理电路5中的任一方来具备,或编码器系统来具备。又,第1信号处理电路6及第2信号处理电路5亦可从此等构成为一体的储存部分别进行读出。 
又,此等储存部,可通过硬件装置或光磁盘装置、闪存等的不挥发性的内存、或仅能读出CD-ROM等的记忆媒体、RAM(Random Access Memory,随机存取内存)之类的挥发性内存、或此等的组合来构成。 
此外,图25中的构成第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或通过内存及微处理器来实现。 
此外,构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或将构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路由内存及CPU(中央运算装置)构成,通过内存读出用以实现构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路的功能的程序,以使其实现该功能。 
其次,进一步说明其它实施形态。此外,对与上述实施形态相同的构成要素赋予同一符号,省略或简化其说明。 
本实施形态中,编码器系统,如图5所示具有马达1、动力传输装置2、第1编码器(第1绝对位置编码器)3、第2编码器(第2绝对位置编码器)4、输入轴10、以及输出轴11。又,编码器系统具有上位装置的控制器8、控制器8与第1编码器3之间的通信线9、以及连接控制器8与马达1之间的马达控制线14。又,第1编码器3与第2编码器4通过通信线12及设定控制线13连接。 
第1编码器3,例如在1次旋转中输出N个信号,第2编码器4,在1次旋转中输出M个信号,动力传输装置2以1∶N的比连结输入轴10与输出轴11。此时,由于第1编码器3每隔1次旋转,第2编码器即旋转1数值,因此能检测出输入轴10的旋转数量,且能检测出输入轴10的旋转中的角度位置。是以,此编码器系统,能检测出输出轴11进行M旋转为止输入轴10的旋转中的N×M个旋转位置、亦即绝对位置。 
本实施形态中,编码器系统(编码器装置)亦同样地,使用1次旋转型的绝对编码器即第1编码器3与1次旋转型的绝对编码器即第2编码器3作为编码器系统整体,而发挥多次旋转型绝对编码器的功能。 
本实施形态中,编码器系统具有第1信号处理电路6与第2信号处理电路5(后述的第2位置数据检测电路550)。例如,第1编码器3于内部具有第1信号处理电路6。又,第2编码器4于内部具有第2信号处理电路5。 
第2编码器4所检测出的第2检测信号输入至此第2信号处理电路5。接着,此第2信号处理电路2,根据从第2编码器4输入的第2检测信号,进行预先决定的信号处理,检测出显示输出轴11的角度位置的第2位置数据。亦即,此第2信号处理电路5,对所输入的第2检测信号进行内插处理以检测第2位置数据。 
接着,此第2信号处理电路5将所检测出的第2位置数据通过通信线12输出至第1编码器3。此外,当第2信号处理电路5检测第2位置数据时,例如以相较于动力传输装置2的传输率至少两倍以上的预先决定的解析能力检测第2位置数据。此外,之所以如上述需至少 两倍,是如后述,用以能判定藉第2位置数据显示的旋转系旋转的前半或后半。 
又,第1编码器3于内部具有第1信号处理电路6。第2编码器4所检测出的第2位置数据通过通信线12输入至此第1信号处理电路6。又,第1信号处理电路6对第1编码器3所检测出的第1检测信号进行内插处理以检测显示输入轴10的角度位置的第1位置数据。 
接着,第1信号处理电路6,根据所检测出的第1位置数据与所输入的第2位置数据,检测出输入轴10的旋转数量与显示1次旋转内的角度位置的合成位置数据。又,第1信号处理电路6将所检测出的合成位置数据通过通信线9输出至控制器8。 
藉此,控制器8中,通过合成位置数据,能从作为多次旋转型绝对编码器的编码器系统检测出输入轴10的旋转数量与1次旋转内的角度位置。又,控制器8,根据所输入的合成位置数据通过马达控制线14控制马达1的旋转。 
此外,第1信号处理电路6与第2信号处理电路5通过设定控制线13连接。第1信号处理电路6通过此设定控制线13变更第2信号处理电路5内装的后述储存部所储存的设定值的值。 
其次,使用图27,说明已参照使用图5说明的编码器系统的构成、特别是第2信号处理电路5与第1信号处理电路6的构成。此外,图27中,对与图5相同的构成赋予同一符号,省略其说明。 
<第2信号处理电路5与第1信号处理电路6的构成> 
第2信号处理电路5具有第2位置数据检测电路550。此第2位置数据检测电路550具有第2内插电路551、第2位置检测电路552、发送信号生成输出部553、传输率信息储存部556、第1解析能力储存部557、第2解析能力储存部558。另一方面,第1信号处理电路6具有第1位置数据检测电路561、第2位置数据修正电路562、位置数据合成电路563、旋转数量储存部564、外部通信电路565、传输率信息储存部566、第1解析能力储存部567、以及第2解析能力储存部568、旋转方向储存部5610、电源供应监视电路5611、旋转方向信 息储存部5612、以及旋转方向信息设定部5613。 
<第2信号处理电路5的各构成> 
首先说明第2信号处理电路5所具有的第2位置数据检测电路550的各构成。于传输率信息储存部556中,预先储存有显示连结第1编码器3与第2编码器4的预先决定的动力传输装置2的传输率值的信息而作为传输率信息。于第1解析能力储存部557中,预先储存有第1位置数据检测电路561的解析能力以作为第1解析能力。于第2解析能力储存部558中,预先储存有第2位置数据检测电路550的解析能力以作为第2解析能力。 
第2内插电路551,对从第2编码器4输入的第2检测信号进行内插处理以检测第2位置数据。第2位置数据电路552,将第2内插电路551所检测出的第2位置数据与从传输率信息储存部556读出的传输率信息相乘后的值除以从第2解析能力储存部558读出的第2解析能力的值后的值的整数部分值,算出作为旋转数量,且将该除算后的值的小数部分值乘上从第1解析能力储存部557读出的第1解析能力的值算出作为推定值。此推定值是根据第2编码器4所检测出的第2检测信号算出通过第1编码器3正确地检测的第1位置数据并推定的位置数据。 
例如,第2位置检测电路552通过下式15及式16算出旋转数量m与推定值s。 
m=INT(n(P2/R2))...(式15) 
s=R1×(n(P2/R2)-m)...(式16) 
上述的式15与式16中,P2是第2内插电路551所检测出的第2位置数据,R1第1解析能力储存部557所储存的第1解析能力,R2第2解析能力储存部558所储存的第2解析能力,n是从传输率信息储存部556读出的传输率信息。又,此外,INT是舍去小数点以下的值仅抽出整数部分的运算子。 
如上述,此第2位置数据检测电路550,通过第2内插电路551与第2位置检测电路552,根据对第2编码器4所检测出的第2检测 信号进行内插处理后的值与从传输率信息储存部556读出的传输率信息,算出第1编码器3的旋转数量且算出与第1位置数据对应的位置数据作为推定值。 
发送信号生成输出部553,根据第2位置检测电路552所算出的推定值,生成显示输入轴10的旋转数量的值的发送信号并输出至第2位置数据修正电路562。此发送信号生成输出部553,将发送信号生成为例如彼此相位差异90度的第1矩形波信号即多次旋转A信号与第2矩形波信号即多次旋转B信号并加以输出(参照图11)。此外,此二相信号,为了使其具有可耐外来的噪声的特性,最好是波形为矩形波的二相矩形波信号。 
图11中,依输入轴的1次旋转、亦即依第1位置数据的值取0至131071,使多次旋转A信号与多次旋转B信号依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式变化。此处的H与L例如是以电气信号的电位预先决定的高电位与低电位。接着,依输入轴的1次旋转,多次旋转A信号与多次旋转B信号即反复上述的信号模式。 
此发送信号生成输出部553所生成的多次旋转A信号与多次旋转B信号于输入轴的1次旋转中,通过其传输率n与第2位置数据检测电路550的解析能力R2成为如下的关系。 
多次旋转A信号,在R2/4n的余数为0至2n的期间成为H,除此以外则成为L。另一方面,多次旋转B信号,在R2/4n的余数为n至3n的期间成为H,除此以外则成为L。 
发送信号生成输出部553例如依如下方式生成上述多次旋转A信号与多次旋转B信号。发送信号生成输出部553,在第2位置检测电路552所算出的推定值乘上第2位置数据检测电路550的解析能力R2的值再除以4n后的值,只要是0至2n,即将多次旋转A信号输出为H,除此以外则将多次旋转A信号输出为L。又,发送信号生成输出部553,在第2位置检测电路552所算出的推定值乘上第2位置数据检测电路550的解析能力R2的值再除以4n后的值,只要是1n至3n,即将多次旋转B信号输出为H,除此以外则将多次旋转B信 号输出为L。 
<第1信号处理电路6的各构成> 
其次,说明第1信号处理电路6的各构成。于传输率信息储存部566中,与传输率信息储存部556同样地,预先储存有显示连结第1编码器3与第2编码器4的预先决定的动力传输装置2的传输率值的信息而作为传输率信息。于第1解析能力储存部567中,与第1解析能力储存部557同样地,预先储存有第1位置数据检测电路561的解析能力以作为第1解析能力。于第2解析能力储存部568中,与第2解析能力储存部558同样地,预先储存有第2位置数据检测电路550的解析能力以作为第2解析能力。 
第1位置数据检测电路561,根据从第1编码器3输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出显示输入轴10的角度位置的第1位置数据。 
第2位置数据修正电路562,通过根据此第2位置数据与第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据预先决定的修正处理,修正第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据。 
位置数据合成电路563,根据第2位置数据修正电路562所修正的第1编码器3的旋转数量的值与第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据的值,生成合成位置数据。此外,当此位置数据合成电路563,在合成第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部566读出的传输率信息合成合成位置数据。 
又,此位置数据合成电路563,详细而言,在合成第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据时,根据从传输率信息储存部566读出的传输率信息、从第1解析能力储存部567读出的第1解析能力、以及从第2解析能力储存部568读出的第2解析能力,通过预先决定的算出方法,合成合成位置数据。 
例如,位置数据合成电路563通过下式17算出合成位置数据。 
合成位置数据=P1+R1×INT(n×P2/R2)...(式17) 
此处,P1为第1位置数据,P2为第2位置数据,n为齿轮比。又,R1为第1位置数据检测电路561的解析能力,R2为第2位置数据检测电路550的解析能力。此外,INT是舍去小数点以下的值仅抽出整数部分的运算子。 
位置数据合成电路563,通过此式17,将第2位置数据检测电路550一次旋转内的位置比例(P2/R2)乘上传输率(n)的值的整数部分(INT)的值再乘上第1位置数据检测电路561的解析能力(R1),并进而加上第1位置数据(P1)的值后的值,算出为合成位置数据。 
又,位置数据合成电路563,将位置数据合成电路563所生成的合成位置数据通过外部通信电路565通过通信线9输出至控制器8。 
又,外部通信电路565,通过通信线9执行与控制器8之间的通信处理。例如,外部通信电路565将通过通信线9从控制器8接收的传输率信息储存于传输率信息储存部556,且通过设定控制器13储存于传输率信息储存部556。 
又,外部通信电路565,将通过通信线9从控制器8接收的传输率信息储存于传输率信息储存部556,且通过设定控制器13储存于第1解析能力储存部557。又,外部通信电路565,将通过通信线9从控制器8接收的第2解析能力储存于第2解析能力储存部568,且通过设定控制器13储存于第2解析能力储存部558。 
此外,此传输率信息储存部566及传输率信息储存部556,分别是例如不挥发性内存。因此,储存于传输率信息储存部556的传输率信息的值只要设定了1次,即使编码器系统的电源切掉亦不会消失。通过本构成,能增加编码器系统中可使用的动力传输装置2及动力传输装置2的传输率的选项。 
又,第1解析能力储存部557、第1解析能力储存部567、第2解析能力储存部558、以及第2解析能力储存部568亦与传输率信息储存部566及传输率信息储存部556同样地,分别是例如不挥发性内存。因此,同样地能增加编码器系统中可使用的动力传输装置2及动 力传输装置2的传输率的选项。 
于误差修正值储存部5620中,预先储存有在将用以使输出轴11旋转的动力传输装置整体组装于自身编码器系统的状态下预先驱动而求出的误差修正值,且用以修正该合成位置数据的误差修正值。 
此动力传输装置整体,例如亦可是组装有编码器系统的模块。所谓模块,亦可是产业用机器手臂等且构成产业用机器人的制品的零件。 
于误差修正值储存部5620中,预先储存有例如将基于第2编码器4所检测出的该第2位置数据的检测角度(旋转角度),与以基于第1编码器3所检测出的第1位置数据的检测角度(旋转角度)作为基准的角度比较后所求出的误差角度(旋转角度位置误差),且将作为从动力传输装置整体产生的误差角度作为误差修正值,在编码器系统实际动作的前阶段预先储存。 
具体而言,于误差修正值储存部5620中,在预先驱动组装于自身编码器系统的动力传输装置整体时所检测出的误差检测值,与第2位置数据与第1位置数据赋予关联关系后预先储存。 
误差修正电路5621,根据从误差修正值储存部5620读出的误差修正值修正位置数据合成电路563所生成的合成位置数据。具体而言,误差修正电路5621,在输入轴10已旋转时,即从误差修正值储存部5620读出第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据彼此被赋予关联关系的误差修正值,根据该读出的误差修正值修正位置数据合成电路563所生成的合成位置数据。 
<取得储存于误差修正值储存部5620的误差修正值的第1方法> 
此处,说明取得储存于误差修正值储存部5620的误差修正值的方法、以及使误差修正值储存于误差修正值储存部5620的方法。 
一般而言,齿轮或皮带、带轮等的动力传输装置中,有可能会因各齿轮的齿咬合误差、带轮的旋转偏心、负载变动等的影响,而随着旋转角度产生角度误差。 
如上述,当动力传输装置有旋转角度误差时,即使以输入轴10的角度换算推定输出轴11的角度,并控制组装有编码器系统的系统,亦有无法以正确角度控制马达等的情事。 
因此,为了解决此问题,预先测定在使输出轴11旋转1次以上时输入轴10中的第1编码器3的检测角度与输出轴11中的第2编码器4的检测角度,从输入轴10中的第1编码器3的检测角度、及与对应于第2编码器4所检测出的输出轴11的检测角度对应的输入轴10的理论旋转角度(从减速比计算出的旋转角度)的比较(例如差)检测误差角度。 
例如,在将本实施形态的编码器系统出货前的调整阶段中,使用专用的测定器测定上述误差角度。接着,使用专用的测定器测定的上述误差角度,从控制器8输入至编码器系统,外部通信电路565,将第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据彼此被赋予关联关系并将误差修正值δP储存于误差修正值储存部5620。 
此外,此误差修正值储存部5620亦是不挥发性内存。因此,只要于误差修正值储存部5620储存一次误差修正值δP,即使在编码器系统出货后,亦可根据储存于误差修正值储存部5620的误差修正值δP修正位置数据合成电路563所生成的合成位置数据。 
又,在将编码器系统出货前的调整阶段中,可通过依各编码器系统测定实际的误差角度,来修正各编码器系统的误差。 
图28,显示在第2编码器4的1次旋转的旋转中,与以第1编码器3为基准的理论旋转角度相对的第1编码器3的输入轴10的误差角度一例。 
亦即,此误差角度为动力传输装置的旋转角度误差。又,预先将此旋转角度误差作为误差修正值δP储存于误差修正值储存部5620。接着,在实际驱动时,根据储存于此误差修正值储存部5620的误差修正值δP由误差修正电路5621进行角度修正,即能正确地算出发送至控制器8的合成位置数据。 
例如,于误差修正值储存部5620中,将第2位置数据的值P2与第1位置数据的值P1赋予关联关系而预先储存有此误差修正值δP。此处,以误差修正值δP作为修正第2位置数据的值P的误差修正值(δP2)为前提来说明 
误差修正电路5621,在通过上述式17算出合成位置数据时,从误差修正值储存部5620读出与用于式17的第2位置数据的值P2与第1位置数据的值P1相符的误差修正值(δP2),将读出的误差修正值(δP2)加算于第2位置数据的值P2来修正。接着,根据已通过误差修正值(δP2)修正的第2位置数据的值P2,通过位置数据合成电路563算出合成位置数据。 
亦即,位置数据合成电路563,通过下式18生成合成位置数据。 
合成位置数据=P1+R1×INT(n×(P2+δP2)/R2)...(式18) 
此式18中(P2+δP2)的项,相较于上述式17,是通过位置数据合成电路563修正后的项。 
在通过此式18算出合成位置数据时,例如由误差修正电路5621,从误差修正值储存部5620读出与第2位置数据的值P2与第1位置数据的值P1相符的误差修正值(δP2),根据误差修正值(δP2),修正第2位置数据修正电路562的第2位置数据的值P2。接着,此已修正的第2位置数据的值P2,从第2位置数据修正电路562输出至位置数据合成电路563,位置数据合成电路563通过上述的式18算出合成位置数据。 
此方式,具有能以第1编码器3的旋转角度为基准,自通过第2编码器4与第1编码器3的两个编码器所得的误差角度简单地检测动力传输装置的误差角度的特征。从第2编码器4观之,以经动力传输装置的传输率的倍数高解析能力化的第1编码器3为基准。 
如上述,本实施形态中,预先储存有在将用以使输出轴11旋转的动力传输装置整体组装于自身编码器系统的状态下预先驱动而求出的误差修正值δP。又,误差修正电路5621根据从误差修正值储存部5620读出的误差修正值δP,修正位置数据合成电路563所合成的 合成位置数据。藉此,在输入轴10的旋转与输出轴11的旋转之间产生偏差(例如多旋转量的偏差等)时,亦能正常地生成合成位置。 
<取得储存于误差修正值储存部5620的误差修正值的第2方法> 
图29,显示以更高精度检测误差角度的第2方法。本实施形态中,代替第1编码器3而暂时搭载作为误差检测用基准的高精度绝对值编码器31,在此状态下与上述第1方法的情形同样地,使输出轴11旋转1次以上以检测动力传输装置的旋转角度误差。接着,将此检测出的旋转角度误差与第1方法的情形同样地储存误差修正值储存部5620。 
其后,代替作为基准的高精度绝对值编码器31而搭载作为制品的第1编码器3。此外,在实际驱动时,根据储存于此误差修正值储存部5620的误差修正值δP的合成位置数据的修正,因与上述第1方法相同,故省略的。 
如上述,于此误差修正值储存部5620中,预先代替第1编码器3而使用高精度的高精度绝对编码器31(绝对位置基准检测器)检测第2编码器4所检测出的检测角度,而储存有与以该高精度绝对编码器31所检测出的检测角度为基准的角度相较后的误差角度、且自动力传输装置整体产生的误差角度作为误差修正值δP。 
此方式,具有可通过在装置的制造时使用专用的高精度绝对编码器31来简单且高精度地检测旋转角度误差的特征。 
此外,上述实施形态中,虽显示了当于输出轴11不施加负荷扭矩实的动力传输装置的旋转角度误差,但在实际使用时已得知负荷扭矩的大小时,只要将该负荷扭矩施加于输出轴11的状态下检测动力传输装置的旋转角度误差,即能检测出更正确的旋转角度误差。又,在使用上述周转齿轮减速装置时,为了将该输出轴进一步减速,虽有时会使用其它齿轮、带轮或时序皮带等,但根据本实施形态,不仅周转齿轮减速装置的误差,亦能考量包含该带轮等的动力传输装置的旋转角度误差来修正。又,例如本实施形态中,由于在输入轴10配置第1编码器3,于输出轴11配置第2编码器4,因此能高精度地因负 荷变动等产生的旋转角度误差(例如输出轴的旋转角度误差等),正确地修正合成位置数据。 
此外,误差修正电路5621,亦可从误差修正值储存部5620读出误差修正值δP(将根据第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据推定第1位置数据检测电路561所检测的第1位置数据后的推定值、与第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据赋予关联关系后的值),并根据该读出的误差修正值δP修正位置数据合成电路所生成的合成位置数据。 
例如,因第1编码器3或第1位置数据检测电路561的故障,第1位置数据成为异常的值时,如上所述,误差修正电路5621亦可使用上述推定值来取代第1位置数据。此推定值,是以式16算出的推定值s。 
例如,第2位置检测电路552算出推定值s,并将所算出的推定值s发送至第2位置数据修正电路562。此推定值s的发送方法,例如可由发送信号生成输出部553以二相正弦波信号将旋转数量m与推定值一起发送至第2位置数据修正电路562。接着,根据通过第2位置数据修正电路562接收的推定值s,误差修正电路5621即从误差修正值储存部5620读出误差修正值δP,并根据该读出的误差修正值δP修正修正位置数据合成电路所生成的合成位置数据。 
此处,虽说明通过二相正弦波信号将推定值s从第2信号处理电路5输出往第1信号处理电路6,但发送方法可为任意,例如亦可通过与通信线12不同的通信线发送,或亦可以任意形式的发送形式发送。 
此外,为了检测第1位置数据成为异常值一事,例如亦可使检测第1位置数据的异常的故障检测电路5622具有第1信号处理电路6。例如,驱动马达1的控制信号从控制器8通过外部通信电路565输入至此故障检测电路5622,并通过此控制信号算出第1位置数据应取的值。 
接着,故障检测电路5622,比较从第1位置数据检测电路561 输出的第1位置数据的值与根据来自控制器8的控制信号算出的第1位置数据应取的值,当两者不一致时,即检测为第1位置数据有异常。 
接着,当故障检测电路5622未检测出第1位置数据的异常时,误差修正电路5621,即从误差修正值储存部5620读出误差修正值δP(第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据与第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据被赋予关联关系后的值),并根据该读出的误差修正值δP修正位置数据合成电路所生成的合成位置数据。 
相反地,当故障检测电路5622检测出第1位置数据的异常时,即从误差修正值储存部5620读出误差修正值δP(将根据第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据推定第1位置数据检测电路561所检测的第1位置数据后的推定值、与第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据赋予关联关系后的值),并根据该读出的误差修正值δP修正位置数据合成电路所生成的合成位置数据。 
通过上述,例如即使因第1编码器3或第1位置数据检测电路561的故障,第1位置数据成为异常的值时,故障检测电路5622亦可修正位置数据合成电路所生成的合成位置数据。 
又,位置数据合成电路563,亦可取代第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据(P1),而使用根据第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据推定第1位置数据检测电路561所检测的第1位置数据后的推定值s,通过下式19生成合成位置数据。 
合成位置数据=s+R1×INT(n×(P2+δP2)/R2)...(式19) 
例如,在故障检测电路5622未检测出第1位置数据的异常时,位置数据合成电路563即根据第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据,通过上述式17生成合成位置数据。 
相反地,当故障检测电路5622检测出第1位置数据的异常时,位置数据合成电路563,即取代第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据(P1),而使用根据第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据推定第1位置数据检测电路561所检测的第1位置 数据后的推定值s,通过上述式19生成合成位置数据。 
通过上述,例如即使因第1编码器3或第1位置数据检测电路561的故障,第1位置数据成为异常的值时,位置数据合成电路563亦可生成合成位置数据。 
返回图27的说明,于旋转数量储存部564储存有以第2编码器4检测出的输入轴10的旋转数量的值。又,第2位置数据修正电路562,根据来自第2信号处理电路5的发送信号的接收,使储存于旋转数量储存部564的旋转数量的值上升1或下降1,藉此检测该旋转数量的值。 
于此旋转数量储存部564储存有在编码器系统的启动时以第2编码器4检测出的输入轴10的旋转数量的值。例如,在编码器系统的启动时,第2信号处理电路5的发送信号生成输出部553以1KHz的周期,使使用图11所说明的多次旋转A信号与多次旋转B信号的信号模式反复旋转数量的值,将旋转数量的值的多次旋转信号输出为初始值设定信号。接着,第2位置数据修正电路562,使与从第2信号处理电路5的发送信号生成输出部353接收的初始值设定信号对应的值储存于旋转数量储存部564。其结果,于旋转数量储存部564储存旋转数量的信息。 
其后,第2位置数据修正电路562,根据来自第2信号处理电路5的发送信号的接收,使储存于旋转数量储存部564的旋转数量的值上升或下降。且误差修正电路5621,即修正动力传输装置的角度误差。如此,从输出轴11的旋转检测出输入轴10的旋转数量的值。 
<第2位置数据修正电路562的详细> 
其次,更具体地说明第2位置数据修正电路562的构成。例如,显示输入轴10的旋转位置的第1位置数据与显示输出轴11的旋转位置的第2位置数据之间有可能会产生偏差。此是因输入轴10与动力传输装置2、以及动力传输装置2与输出轴11之间的咬合而产生的偏差,为以物理方式产生。 
因此,如图9所示,于从第2位置数据算出的旋转数量(m)与显 示输入轴10的旋转位置的第1位置数据(P1)之间亦有可能在变化的时序中产生偏差。当产生上述偏差时,位置数据合成电路563,无法正常地生成合成位置数据。因此,第2位置数据修正电路562在如上述有偏差时,位置数据合成电路563,可以能正常生成合成位置数据的方式如图10所示地算出修正值Δm,并将此算出的修正值Δm加算于旋转数量(m)来修正。 
此处,使用图9与图10说明以第2位置数据修正电路362修正旋转数量的修正方法。此外,此处说明第1位置数据的值为17位的情形。 
如图9所示,随着输入轴10的旋转、输出轴11亦旋转,根据第2位置数据的值P2算出旋转数量m。又,第1位置数据的值P1是反复0至131071(=217-1)的值。亦即,第1位置数据的值P1与反复0至131071(=217-1)的值一事对应地,例如旋转数量m依10、11、12的顺序变化。通过此第1位置数据的值P1检测出的输入轴旋转数量的变化位置(例如第1位置数据的值P1成为0的时机)与旋转数量m的变化时机之间具有偏差。 
如图10所示,第2位置数据修正电路562,当例如第1位置数据的值P1的值在0至32767(=217×1/4-1)的值的范围内且所算出的旋转数量m为后半时,于旋转数量m的值加上修正值Δm(=1),以修正旋转数量m的值。此处,所算出的旋转数量m为后半,意指所算出的旋转数量m的值为m但趋近于m+1。 
又,如图10所示,第2位置数据修正电路562,当例如第1位置数据的值P1的值在98304(=217×3/4-1)至131071(=217-1)的范围内且所算出的旋转数量m为前半时,于旋转数量m的值加上修正值Δm(=-1),以修正旋转数量m的值。此处,所算出的旋转数量m为前半,意指所算出的旋转数量m的值为m但趋近于m-1。 
此外,所算出的旋转数量m为后半或前半的判定,根据推定值的值来判定。例如,第2位置数据修正电路562,当第2位置检测电路552所算出的推定值的值小于0.5(半周)时判定为前半,当推定值的 值为0.5(半周)以上时判定为后半。 
此时,图10中,判定依第1编码器3所检测出的旋转数量的值而检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半1/4的区域(0至32767)或后半1/4的区域(98304至131071)。然而,为了判定偏差,亦可判定依第1编码器3所检测出的旋转数量的值而检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半的区域。 
因此,第2位置数据修正电路562,判定通过第2位置检测电路552所算出推定值的值推定出的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域,且判定通过第1编码器3所检测出的旋转数量的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域。接着,第2位置数据修正电路562,当此两个判定结果不同时,亦可修正第2位置检测电路552所算出的旋转数量的值。 
具体而言,第2位置数据修正电路562,当通过第2位置检测电路552所算出推定值的值推定的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的后半区域,且通过第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域时,即于第2位置检测电路552所算出的旋转数量的值加上1来进行修正。 
又,第2位置数据修正电路562,相反地,当通过第2位置检测电路552所算出推定值的值推定的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域,且通过第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据的值检测的输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的后半区域时,即于第2位置检测电路552所算出的旋转数量的值加上-1来进行修正,亦即减去1进行修正。 
此外,第2位置数据修正电路562,根据从第2位置数据检测电路550的发送信号生成输出部553输入的发送信号,判定输入轴10的旋转位置在输入轴10的1次旋转中是旋转的前半区域或后半区域, 以修正旋转数量的值。 
此处,说明输入至第2位置数据修正电路562的信号,是如图11所示的多次旋转A信号与多次旋转B信号的二相矩形波的情形。 
例如,如图11所示,通过多次旋转A信号与多次旋转B信号依输入轴的1次旋转,而依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式变化。藉此,第2位置数据修正电路562,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为H与L或H与H时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的前半区域。相反地,第2位置数据修正电路562,在为L与H或L与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的后半区域。 
更详言的,第2位置数据修正电路562,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为H与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的开始1/4区域。又,第2位置数据修正电路562,在多次旋转A信号与多次旋转B信号为L与L时,即判定在输入轴的1次旋转中为旋转的结束1/4区域。 
又,第2位置数据修正电路562,通过检测出所输入的多次旋转A信号与多次旋转B信号依H与L、H与H、L与H、以及L与L的信号模式依序变化,即可检测出输入轴已旋转1次。又,相反地,第2位置数据修正电路562,通过检测出所输入的多次旋转A信号与多次旋转B信号依L与L、L与H、H与H、以及H与L的信号模式依序变化,即可检测出输入轴已往反方向旋转1次、亦即已旋转-1次。 
上述说明中,说明了输入至第2位置数据修正电路562的信号,是如图11所示的多次旋转A信号与多次旋转B信号的二相矩形波的情形,但第2位置数据修正电路562的信号处理,在此二相矩形波是二相正弦波的情形亦相同。 
例如为二相正弦波信号时,亦可在第2位置数据修正电路562内部中将二相正弦波信号转换为二相矩形波,并根据此已转换的二相矩形波,由第2位置数据修正电路562执行使用上述的图9与图10 说明的信号处理。 
又,此二相正弦波信号,亦可与从第2信号处理电路5往第1信号处理电路6输出推定值s时的信号相同。此时,位置数据合成电路563,亦能使用通过故障检测电路5622及第2位置数据修正电路562而修正的值来生成合成位置数据。 
又,当为二相正弦波信号时,由于能从第2信号处理电路5往第1信号处理电路6输出推定值s,因此即使第1位置数据为异常的值,位置数据合成电路563亦可使用推定值s取代第1位置数据,通过上述式19生成合成位置数据。 
此外,以往由于例如周转齿轮减速装置的旋转角度误差会因负荷变动而变化,因此有有时无法正确地修正旋转角度的问题。 
以往一般而言,例如有可能会因负荷变动而使输入轴的旋转与输出轴的旋转之间产生旋转角度误差。因此,编码器系统中,有有时无法正确地修正在输入轴的旋转与输出轴的旋转间产生的旋转角度误差的问题。 
本实施形态中,可提供能正确地修正在输入轴的旋转与输出轴的旋转间产生的旋转角度误差的编码器系统及信号处理方法。 
本实施形态中,可发挥能正确地修正在输入轴的旋转与输出轴的旋转间产生的旋转角度误差的效果。 
此外,使用图27说明的实施形态中,虽将误差修正电路5621连接于第2位置数据修正电路562来说明,但亦可将与误差修正电路5621具有相同功能的构成连接于第2信号处理电路5内的第2位置检测电路552。在此种构成下,亦可能以第2位置检测电路552预先修正第2位置数据后、亦即在第2信号处理电路内修正动力传输误差的量后,将的发送至第2位置数据修正电路562。 
又,如图30所示,第1编码器3,亦可于内部一体具有第1信号处理电路6与第2信号处理电路5。例如以第2编码器4检测出的第2检测信号,通过信号线15输入至作成一体的第1信号处理电路6与第2信号处理电路5中的第2内插电路551(参照图31)。 
又,此种情形下,如图31所示,第2位置检测电路552,亦可将所算出的旋转数量m与推定值s输出至第2位置数据修正电路562。 
即使如图30与图31所示的构成,亦可根据从误差修正值储存部5620读出的误差修正值δP,由误差修正电路5621修正位置数据合成电路563所合成的合成位置数据。藉此,在输入轴10的旋转与输出轴11的旋转之间产生偏差时亦能正常地生成合成位置。 
此外,上述第1编码器3或第2编码器4可分别为磁气式编码器,亦可是光学式编码器。 
又,误差修正电路5621的功能亦可由第2位置数据修正电路562或第2位置检测电路552来具有。或亦可将误差修正电路5621与第2位置数据修正电路562或第2位置检测电路552构成为一体。 
又,上述说明中,当故障检测电路5622检测出第1位置数据的异常时,误差修正电路5621、或误差修正电路5621及位置数据合成电路562,可取代第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据(P1),而使用根据第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据推定第1位置数据检测电路561所检测的第1位置数据后的推定值s。 
然而并不限于此,当故障检测电路5622检测出第1位置数据的异常时,亦可仅有位置合成电路563,取代第1位置数据检测电路561所检测出的第1位置数据(P1),而使用根据第2位置数据检测电路550所检测出的第2位置数据推定第1位置数据检测电路561所检测的第1位置数据后的推定值s。 
亦即,位置数据合成电路563,亦可使用推定值s取代第1位置数据(P1),通过下式20生成合成位置数据。 
合成位置数据=s+R1×INT(n×P2/R2)...(式20) 
藉此,例如于误差修正值储存部5620未储存有误差修正值δP时,或编码器系统不具有误差修正电路5621时,即使第1位置数据成为异常的值时,位置数据合成电路563亦能生成合成位置数据。 
此外,上述传输率信息储存部556与传输率信息储存部566、第 1解析能力储存部557与第1解析能力储存部567、以及第2解析能力储存部558与第2解析能力储存部568,分别储存同一信息。因此,能将传输率信息储存部556与传输率信息储存部566、第1解析能力储存部557与第1解析能力储存部567、以及第2解析能力储存部558与第2解析能力储存部568分别构成为一体,而由第1信号处理电路6或第2信号处理电路5中的任一方或编码器系统来具有。因此,第1信号处理电路6及第2信号处理电路5亦可从此等构成为一体的储存部分别读出。 
又,储存于误差修正值储存部5620的误差修正值δP例如亦可视马达的加速度或力矩等而具有多个误差修正值δP,亦可视必要而选择该多个误差修正值δP。 
又,此等储存部及误差修正值储存部5620,可通过硬件装置或光磁盘装置、闪存等的不挥发性的内存、或仅能读出CD-ROM等的记忆媒体、RAM(Random Access Memory,随机存取内存)之类的挥发性内存、或此等的组合来构成。 
此外,图27中的构成第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或通过内存及微处理器来实现。 
此外,构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路亦可通过专用的硬件来实现,或将构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路由内存及CPU(中央运算装置)构成,通过内存读出用以实现构成该第1信号处理电路6及第2信号处理电路5的各电路的功能的程序,以使其实现该功能。 
以上,虽参照图式详述了本发明的实施形态,但具体的构成并不限于此实施形态,亦包含在不脱离本发明要旨的范围的设计等。 

Claims (7)

1.一种编码器系统,其具有:
马达,使输入轴旋转;
第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的旋转中的位置位移对应的第1检测信号;
动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;
第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的旋转中的位置位移对应的第2检测信号;以及
信号处理电路,处理与该第1绝对位置编码器及该第2绝对位置编码器所检测的位置位移对应的第1及第2检测信号,
其中,该信号处理电路,具有:
第1位置数据检测电路,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的旋转中的位置位移的第1位置数据;
第2位置数据检测电路,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的旋转中的位置位移的第2位置数据;
位置数据合成电路,合成该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,生成表示该输入轴的旋转数与1次旋转内的位置位移的合成位置数据;以及
位置数据比较/对照电路,比较及对照该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据,
该位置数据比较/对照电路,根据该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据与该传输率,算出与该第1位置数据检测电路所检测的第1位置数据对应的位置数据以作为推定值;
将算出的该推定值与该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据的差作为误差推定值加以算出;
判定算出的该误差推定值是否在预先决定的值的范围内。
2.如权利要求1所述的编码器系统,其具有将该动力传输装置的预先决定的传输率作为传输率信息预先储存的传输率信息储存部,
该位置数据合成电路,在合成该第1位置数据检测电路所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测电路所检测出的第2位置数据时,根据从该传输率信息储存部读出的传输率信息合成该合成位置数据。
3.如权利要求2所述的编码器系统,其中,该信号处理电路输出错误状态信息,该错误状态信息以判定算出的该误差推定值是否在预先决定的值的范围内的结果为依据。
4.如权利要求2或3所述的编码器系统,其中,该第1绝对位置编码器是光学式编码器,该第2绝对位置编码器是磁气式编码器。
5.如权利要求4所述的编码器系统,其中,该第1绝对位置编码器,将绝对位置检测用信号与第1递增信号作为该第1检测信号输出;
该第1位置数据检测电路,具有:
绝对位置检测电路,转换从该第1绝对位置编码器输入的绝对位置检测用信号,输出表示该输入轴的旋转中的绝对位置的绝对位置数据;
第1内插电路,对从该第1绝对位置编码器输入的第1递增信号进行内插处理;以及
位置检测电路,根据该绝对位置检测电路所输出的绝对位置数据与该第1内插电路所内插处理的第1递增信号,检测出该第1位置数据。
6.如权利要求5所述的编码器系统,其中,该第2位置数据检测电路的第2内插电路,在对从该第2绝对位置编码器输入的第2递增信号进行内插处理时,根据从该传输率信息储存部读出的传输率信息进行内插处理以检测出该第2位置数据。
7.一种在编码器系统中使用的信号处理方法,该编码器系统具有:
马达,使输入轴旋转;
第1绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输入轴的旋转中的位置位移对应的第1检测信号;
动力传输装置,根据该输入轴的旋转以预先决定的传输率使输出轴旋转;
第2绝对位置编码器,是1次旋转型的绝对编码器,用以输出与该输出轴的旋转中的位置位移对应的第2检测信号;以及
信号处理电路,处理与该第1绝对位置编码器及该第2绝对位置编码器所检测的位置位移对应的第1及第2检测信号;
其中,该信号处理电路执行如下步骤:
第1位置数据检测步骤,根据从该第1绝对位置编码器输入的第1检测信号,通过预先决定的第1信号处理,检测出表示该输入轴的旋转中的位置位移的第1位置数据;
第2位置数据检测步骤,根据从该第2绝对位置编码器输入的第2检测信号,通过预先决定的第2信号处理,检测出表示该输出轴的旋转中的位置位移的第2位置数据;
位置数据合成步骤,合成该第1位置数据检测步骤所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测步骤所检测出的第2位置数据,生成表示该输入轴的旋转数与1次旋转内的位置位移的合成位置数据;以及
位置数据比较/对照步骤,比较及对照该第1位置数据检测步骤所检测出的第1位置数据与该第2位置数据检测步骤所检测出的第2位置数据,
该位置数据比较/对照步骤,根据该第2位置数据检测步骤所检测出的第2位置数据与该传输率,算出与该第1位置数据检测步骤所检测的第1位置数据对应的位置数据以作为推定值;
将算出的该推定值与该第1位置数据检测步骤所检测出的第1位置数据的差作为误差推定值加以算出;
判定算出的该误差推定值是否在预先决定的值的范围内。
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