JP4235897B2 - Multi-rotation detection method and apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットや工作機などに使用するサーボモータの多回転量を絶対値角度で検出するバッテリレスの多回転量検出方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の多回転式エンコーダは、図4に示すように構成されている。図において、1は回転機械、第1のエンコーダ3、及び第1の歯車4が駆動軸2に接続されている。6は第2のエンコーダで、この第2のエンコーダ6と一体に回転する従動軸7に第2の歯車5が取り付けられており、この第2の歯車5を第1の歯車4に噛合させている。
【0003】
このように構成した多回転式エンコーダは、回転機械1が回転すると、第2のエンコーダ6には駆動側の第1の歯車4と従動側の第2の歯車5の歯数比により決定される減速比に応じて減速された回転数が伝達される。従来の多回転量検出のフローを図5に示す。すなわち、回転機械1の回転角度は、第1のエンコーダ3を用いて検出され、駆動軸2の多回転量Tは第2のエンコーダ6を用いて検出される。多回転量Tは第2のエンコーダの回転角度θslvを第2の歯車のピッチ角度で除したものの整数が多回転量となる。
また、機械式歯車に変えて、磁気カップリングにて多回転量を計測する構成もある。(例えば特許文献1)。
【0004】
【特許文献1】
特公平6−41853
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術では、実際には多回転量を検出する際に、第2の歯車の絶対積算角度誤差によってミスカウントが発生し、多回転量を計測することが不可能となる場合があった。すなわち、第1のエンコーダが1回転しているにもかかわらず、多回転検出部では第2の歯車の回転量不足によって、多回転量不変として処理回路にて検出される問題があった。
この課題を解決するために減速機構の積算角度誤差を極めて小さく高精度に製造したうえ、従動軸の角度検出装置も極めて高精度の装置を設置せねばならず、大型化する上、高価なものとなり、本方式の適用範囲を狭いものにしていた。
本発明は、従来技術の上記欠点に鑑み、多回転量の補正を行うことにより、減速機構の歯車や従動軸のエンコーダの絶対積算角度誤差が大きくても多回転量を計測できるようにすることで、製造が容易で安価な多回転量検出方法および装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、回転機械の駆動軸に取り付けられた一回転以内の絶対回転角度を検出する第1のエンコーダと、前記駆動軸に軸支された第1の歯車およびこの歯車に結合し従動軸に軸支された第2の歯車からなる減速機構と、前記従動軸に固定されその絶対回転角度を検出する第2のエンコーダと、前記第1及び第2のエンコーダの信号処理を行う信号処理演算部とを備え、前記第1のエンコーダから得られる前記駆動軸の角度θdrvおよび前記第2のエンコーダから得られる従動軸の角度θslvから前記駆動軸の多回転量Tを検出する多回転量検出方法において、前記信号処理演算部により、前記第2の歯車の減速比n及び前記駆動軸1回転に対する従動軸の角度λを設定し、前記第1のエンコーダの角度θdrvおよび前記多回転量判定パラメータθslvを検出し、つぎに多回転量を判定するパラメータtj、θdsをそれぞれtj=θslv/λ(但し、tjは整数)、θds=n(θslv−tj)として算出し、前記第2のエンコーダの絶対積算角度誤差を前記駆動軸に対して±λ/3以内とし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが120度以下で、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが240度を超えた場合、前記多回転量Tをtj+1とし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが120度以下で、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが240度以下の場合、前記多回転量Tをtjとし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが120度を超え、かつ240度未満の場合、前記多回転量Tをtjとし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが240度以上で、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが120度以下の場合、前記多回転量Tをtj−1とし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが240度以上で、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが120度を超える場合、前記多回転量Tをtjとして算出するものである。
また、上記装置に信号処理演算部として、前記第2の歯車の減速比n及び前記駆動軸1回転に対する従動軸の角度λを設定する初期条件設定器と、前記第1のエンコーダの角度θdrvおよび前記第2のエンコーダの角度θslvを検出する角度データ取得器と、多回転量を判定するパラメータtj、θdsをそれぞれtj=θslv/λ(但し、tjは整数)、θds=n(θslv−tj)として算出する多回転量判定パラメータ算出器と、前記第1のエンコーダの角度θdrvおよび前記多回転量判定パラメータθdsを判定する角度判定器と、前記多回転量Tを演算する多回転量演算器とを加えた構成とし、前記第2のエンコーダの絶対積算角度誤差を前記駆動軸に対して±λ/3以内とし、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを120度以下と判定し、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが240度を超えたと判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtj+1と演算し、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを120度以下と判定し、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsを240度以下と判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtjと演算し、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを120度を超え、かつ240度未満と判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtjと演算し、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを240度以上と判定し、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsを120度以下と判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtj−1と演算し、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを240度以上と判定し、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsを120度を超えたと判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtjとするものである。
上記構成により、第2の歯車を含む多回転検出部の製作が容易となり、多回転量を求めるための整数化が安易に行えるため、安価な多回転式エンコーダを実現できる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の多回転量の検出方法を示すフロー、図2は信号処理演算部を示すブロック図である。図において、8は信号処理演算部で、81は初期条件設定器、82は角度データ取得器、83は多回転量判定パラメータ演算器、84は角度判定器、85は多回転量演算器である。なお、構造は図4に示す従来の多回転式エンコーダと同じである説明を省略する。
駆動軸2の多回転量の算出は、つぎのようにして行う。
▲1▼ 先ず、信号処理演算部8の初期条件設定器81において、初期条件として第2の歯車5の減速比n、及びnから算出した駆動軸2の1回転時の従動軸7の角度λを設定する。
▲2▼ つぎに、角度データ取得器82により、第1のエンコーダ3、及び第2のエンコーダ6から角度のデータとして、第1のエンコーダの角度θdrvおよび第2のエンコーダの角度θslvを検出し取得する。
▲3▼ 多回転量判定パラメータ演算器83により、フローチャートに従って、多回転量判定パラメタtj、θdsを算出する。
tj=θslv/λ(但しtjは、整数)
θds=θslv×n−tj×n
▲4▼ 角度判定器84により、第1のエンコーダ角度θdrvおよび第2のエンコーダの角度θslvを判定する。
第1のエンコーダ角度θdrvが120度以下で、かつ、多回転量判定パラメータθdsが240を超えた場合、駆動軸2の多回転量Tをtj+1とする。
第1のエンコーダ角度θdrvが120度以下で、かつ、多回転量判定パラメータθdsが240以下の場合、多回転量Tをtjとする。
次に、第1のエンコーダ角度θdrvが120度を超え、かつ、240度未満の場合には、多回転量Tをtjとして、確定する。
最後に、第1のエンコーダ角度θdrvが240度以上で、かつ、多回転量判定パラメータθdsが120以下のとき多回転量Tをtj−1とする。
第1のエンコーダ角度θdrvが240度以上で、かつ、多回転量判定パラメータθdsが120度を超える場合、多回転量Tをtjとする。
このようにして、多回転量Tを算出した後、次の多回転量を計測するため、角度データ取得器82に戻り、第1のエンコーダの角度θdrv、第2のエンコーダの角度θslvを検出する。
つぎに、本発明の多回転量検出方法の効果について調べた。本発明と従来の多回転量検出の方法について、多回転式エンコーダを減速比13とし、駆動軸を10度ピッチで多回転量を計測した結果を図3に示す。横軸が多回転式エンコーダの駆動軸に与えた真の多回転量、縦軸が多回転式エンコーダから得られた多回転量である。従来の方法では、与えた多回転量に対して3つの異なる値を算出するのに対して、本発明の方法では、与えた多回転量に対して1つの正しい多回転量を算出しており、正確な検出がされていることがわかる。
本実施の形態では、減速機構に機械式歯車を用いているが、ウォームギアタイプでも、磁気カップリングからなる歯車でも本発明と同様の効果が得られる。
さらに、多回転量を増やすため、第2のエンコーダを複数配置した場合でも同じ効果が得られる。
【0008】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、第2のエンコーダの絶対積算角度誤差を駆動軸に対して±λ/3以内とし、多回転量を判定するパラメータtj、θdsを用い、多回転量Tを算出する方法をtj+1、tj、tj−1の三つに分けて演算するので、駆動軸の多回転量を正確に計測することができる。減速機構の積算角度誤差をラフな状態で製造できるため、小型で、安価な適用範囲の広い多回転式エンコーダを提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多回転量の検出方法を示すフローチャート図である。
【図2】本発明の多回転量検出装置を示すブロック図である。
【図3】本発明の多回転量算出の効果を示すグラフである。
【図4】従来例の多回転量検出装置を示す斜視図である。
【図5】従来の多回転量の検出方法を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
1 回転機械
2 駆動軸
3 第1のエンコーダ
4 第1の歯車
5 第2の歯車
6 第2のエンコーダ
7 従動軸
8 信号処理演算部
81 初期条件設定器
82 角度データ取得器
83 多回転量判定パラメータ演算器
84 角度判定器
85 多回転量演算器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a batteryless multi-rotation amount detection method and apparatus for detecting the multi-rotation amount of a servo motor used for a robot, a machine tool, and the like by an absolute angle.
[0002]
[Prior art]
The conventional multi-rotation encoder is configured as shown in FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a rotary machine, a first encoder 3, and a first gear 4 connected to a drive shaft 2. Reference numeral 6 denotes a second encoder, and a second gear 5 is attached to a driven shaft 7 that rotates integrally with the second encoder 6, and the second gear 5 is engaged with the first gear 4. Yes.
[0003]
When the rotary machine 1 rotates, the multi-rotation encoder configured as above is determined by the second encoder 6 based on the gear ratio between the first gear 4 on the driving side and the second gear 5 on the driven side. The number of rotations reduced according to the reduction ratio is transmitted. A conventional multi-rotation amount detection flow is shown in FIG. That is, the rotation angle of the rotary machine 1 is detected using the first encoder 3, and the multi-rotation amount T of the drive shaft 2 is detected using the second encoder 6. The multi-rotation amount T is an integer obtained by dividing the rotation angle θslv of the second encoder by the pitch angle of the second gear.
There is also a configuration in which the multi-rotation amount is measured by a magnetic coupling instead of a mechanical gear. (For example, patent document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 6-41853
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, when the multi-rotation amount is actually detected, there is a case where a miscount occurs due to the absolute accumulated angle error of the second gear, making it impossible to measure the multi-rotation amount. . That is, there is a problem that the multi-rotation detection unit detects that the multi-rotation amount is invariant in the multi-rotation detection unit due to an insufficient rotation amount of the second gear even though the first encoder makes one rotation.
In order to solve this problem, the accumulated angle error of the speed reduction mechanism must be extremely small and highly accurate, and the angle detection device for the driven shaft must also be equipped with a very high accuracy device. Therefore, the application range of this method was narrowed.
In view of the above disadvantages of the prior art, the present invention makes it possible to measure a multi-rotation amount by correcting the multi-rotation amount even if the absolute integrated angle error of the gear of the speed reduction mechanism or the encoder of the driven shaft is large. An object of the present invention is to provide a multi-rotation amount detection method and apparatus that are easy to manufacture and inexpensive.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a first encoder for detecting an absolute rotation angle within one rotation, which is attached to a drive shaft of a rotary machine, a first gear supported on the drive shaft, and the first gear A speed reduction mechanism comprising a second gear coupled to a gear and pivotally supported by a driven shaft; a second encoder fixed to the driven shaft for detecting an absolute rotation angle; and signals of the first and second encoders A signal processing operation unit that performs processing, and detects a multi-rotation amount T of the drive shaft from an angle θdrv of the drive shaft obtained from the first encoder and an angle θslv of the driven shaft obtained from the second encoder In the multi-rotation amount detection method, the signal processing calculation unit sets a reduction ratio n of the second gear and an angle λ of the driven shaft with respect to one rotation of the drive shaft, and an angle θdrv of the first encoder. The multi-rotation amount determination parameter θslv is detected, and then the parameters tj and θds for determining the multi-rotation amount are calculated as tj = θslv / λ (where tj is an integer) and θds = n (θslv−tj), respectively. The absolute integrated angle error of the second encoder is within ± λ / 3 with respect to the drive shaft, the angle θdrv of the first encoder is 120 degrees or less, and the multi-rotation amount determination parameter θds is 240. When the angle exceeds the degree, the multi-rotation amount T is set to tj + 1, and when the first encoder angle θdrv is 120 degrees or less and the multi-rotation amount determination parameter θds is 240 degrees or less, the multi-rotation amount T Tj, and when the angle θdrv of the first encoder is more than 120 degrees and less than 240 degrees, the multi-rotation amount T is tj and the angle θ of the first encoder When rv is 240 degrees or more and the multi-rotation amount determination parameter θds is 120 degrees or less, the multi-rotation amount T is tj−1, the first encoder angle θdrv is 240 degrees or more, and When the multi-rotation amount determination parameter θds exceeds 120 degrees, the multi-rotation amount T is calculated as tj.
In addition, an initial condition setting unit that sets a reduction ratio n of the second gear and an angle λ of the driven shaft with respect to one rotation of the drive shaft, an angle θdrv of the first encoder, An angle data acquirer for detecting the angle θslv of the second encoder, and parameters tj and θds for determining the multi-rotation amount are tj = θslv / λ (where tj is an integer), θds = n (θslv−tj) A multi-rotation amount determination parameter calculator that calculates the angle θdrv of the first encoder and the multi-rotation amount determination parameter θds; a multi-rotation amount calculator that calculates the multi-rotation amount T; The absolute integrated angle error of the second encoder is within ± λ / 3 with respect to the drive shaft, and the angle determiner uses the angle θ of the first encoder. When it is determined that rv is 120 degrees or less and the multi-rotation amount determination parameter θds exceeds 240 degrees, the multi-rotation amount calculator calculates the multi-rotation amount T as tj + 1, and the angle determiner Determines that the angle θdrv of the first encoder is 120 degrees or less and the multi-rotation amount determination parameter θds is 240 degrees or less, the multi-rotation amount calculator calculates the multi-rotation amount T as tj. When the angle determiner determines that the angle θdrv of the first encoder exceeds 120 degrees and less than 240 degrees, the multi-rotation amount calculator calculates the multi-rotation amount T as tj, When the angle determiner determines that the angle θdrv of the first encoder is 240 degrees or more and the multi-rotation amount determination parameter θds is 120 degrees or less, the multi-rotation amount calculator calculates the multi-rotation amount. T is calculated as tj-1, and when the angle determiner determines that the angle θdrv of the first encoder is 240 degrees or more and the multi-rotation amount determination parameter θds exceeds 120 degrees, The multi-rotation amount calculator uses the multi-rotation amount T as tj.
With the above configuration, the multi-rotation detector including the second gear can be easily manufactured, and an integer for obtaining the multi-rotation amount can be easily obtained, so that an inexpensive multi-rotation encoder can be realized.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing a multi-rotation amount detection method of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a signal processing operation unit. In the figure, 8 is a signal processing calculation unit, 81 is an initial condition setting unit, 82 is an angle data acquisition unit, 83 is a multi-rotation amount determination parameter calculator, 84 is an angle determination unit, and 85 is a multi-rotation amount calculation unit. . The structure is the same as that of the conventional multi-rotation encoder shown in FIG.
The multi-rotation amount of the drive shaft 2 is calculated as follows.
(1) First, in the initial condition setting unit 81 of the signal processing calculation unit 8, the speed ratio n of the second gear 5 as an initial condition, and the angle λ of the driven shaft 7 during one rotation of the drive shaft 2 calculated from n. Set.
(2) Next, the angle data acquisition unit 82 detects and acquires the angle θdrv of the first encoder and the angle θslv of the second encoder as angle data from the first encoder 3 and the second encoder 6. To do.
(3) The multi-rotation amount determination parameter calculator 83 calculates the multi-rotation amount determination parameters tj and θds according to the flowchart.
tj = θslv / λ (where tj is an integer)
θds = θslv × n−tj × n
(4) The angle determiner 84 determines the first encoder angle θdrv and the second encoder angle θslv.
When the first encoder angle θdrv is 120 degrees or less and the multi-rotation amount determination parameter θds exceeds 240, the multi-rotation amount T of the drive shaft 2 is set to tj + 1.
When the first encoder angle θdrv is 120 degrees or less and the multi-rotation amount determination parameter θds is 240 or less, the multi-rotation amount T is set to tj.
Next, when the first encoder angle θdrv exceeds 120 degrees and is less than 240 degrees, the multi-rotation amount T is determined as tj.
Finally, when the first encoder angle θdrv is 240 degrees or more and the multirotation amount determination parameter θds is 120 or less, the multirotation amount T is set to tj−1.
When the first encoder angle θdrv is 240 degrees or more and the multi-rotation amount determination parameter θds exceeds 120 degrees, the multi-rotation amount T is set to tj.
After calculating the multi-rotation amount T in this way, in order to measure the next multi-rotation amount, the process returns to the angle data acquisition unit 82 to detect the angle θdrv of the first encoder and the angle θslv of the second encoder. .
Next, the effect of the multi-rotation amount detection method of the present invention was examined. As for the present invention and the conventional multi-rotation amount detection method, FIG. 3 shows the results of measuring the multi-rotation amount with a multi-rotation encoder at a reduction ratio of 13 and a drive shaft pitch of 10 degrees. The horizontal axis is the true multi-rotation amount given to the drive shaft of the multi-rotation encoder, and the vertical axis is the multi-rotation amount obtained from the multi-rotation encoder. The conventional method calculates three different values for a given multi-rotation amount, whereas the method of the present invention calculates one correct multi-rotation amount for a given multi-rotation amount. It can be seen that accurate detection is performed.
In the present embodiment, a mechanical gear is used for the speed reduction mechanism, but the same effect as in the present invention can be obtained by a worm gear type or a gear made of a magnetic coupling.
Furthermore, the same effect can be obtained even when a plurality of second encoders are arranged to increase the amount of multi-rotation.
[0008]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the absolute integrated angle error of the second encoder is within ± λ / 3 with respect to the drive shaft, and the parameters tj and θds for determining the multi-rotation amount are used. Since the method of calculating T is divided into three, tj + 1, tj, and tj-1, the multi-rotation amount of the drive shaft can be accurately measured. Since the integrated angle error of the speed reduction mechanism can be manufactured in a rough state, there is an effect that a small and inexpensive multi-rotation encoder with a wide application range can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a multi-rotation amount detection method of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a multi-rotation amount detection device of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the effect of the multi-rotation amount calculation of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a conventional multi-rotation amount detection device.
FIG. 5 is a flowchart showing a conventional multi-rotation amount detection method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating machine 2 Drive shaft 3 1st encoder 4 1st gear 5 2nd gear 6 2nd encoder 7 Driven shaft 8 Signal processing calculating part 81 Initial condition setting unit 82 Angle data acquisition unit 83 Multiple rotation amount determination parameter Calculator 84 Angle determiner 85 Multi-rotation calculator

Claims (3)

回転機械の駆動軸に取り付けられた一回転以内の絶対回転角度を検出する第1のエンコーダと、前記駆動軸に軸支された第1の歯車およびこの歯車に結合し従動軸に軸支された第2の歯車からなる減速機構と、前記従動軸に固定されその絶対回転角度を検出する第2のエンコーダと、前記第1及び第2のエンコーダの信号処理を行う信号処理演算部とを備え、前記第1のエンコーダから得られる前記駆動軸の角度θdrvおよび前記第2のエンコーダから得られる従動軸の角度θslvから前記駆動軸の多回転量Tを検出する多回転量検出方法において、
前記信号処理演算部により、前記第2の歯車の減速比n及び前記駆動軸1回転に対する従動軸の角度λを設定し、前記第1のエンコーダの角度θdrvおよび前記第2のエンコーダの角度θslvを検出し、つぎに多回転量を判定するパラメータtj、θdsをそれぞれtj=θslv/λ(但し、tjは整数)、θds=n(θslv−tj)として算出し、前記第2のエンコーダの絶対積算角度誤差を前記駆動軸に対して±λ/3以内とし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが120度以下で、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが240度を超えた場合、前記多回転量Tをtj+1とし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが120度以下で、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが240度以下の場合、前記多回転量Tをtjとし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが120度を超え、かつ240度未満の場合、前記多回転量Tをtjとし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが240度以上で、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが120度以下の場合、前記多回転量Tをtj−1とし、前記第1のエンコーダの角度θdrvが240度以上で、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが120度を超える場合、前記多回転量Tをtjとして算出することを特徴とする多回転量検出方法。
A first encoder attached to a drive shaft of a rotary machine for detecting an absolute rotation angle within one rotation, a first gear supported by the drive shaft, and a gear coupled to the gear and supported by a driven shaft. A speed reduction mechanism comprising a second gear, a second encoder fixed to the driven shaft and detecting an absolute rotation angle thereof, and a signal processing operation unit for performing signal processing of the first and second encoders, In the multi-rotation amount detection method for detecting the multi-rotation amount T of the drive shaft from the angle θdrv of the drive shaft obtained from the first encoder and the angle θslv of the driven shaft obtained from the second encoder,
The signal processing calculation unit sets a reduction ratio n of the second gear and an angle λ of the driven shaft with respect to one rotation of the drive shaft, and sets an angle θdrv of the first encoder and an angle θslv of the second encoder. The parameters tj and θds for detecting and then determining the multi-rotation amount are calculated as tj = θslv / λ (where tj is an integer) and θds = n (θslv−tj), respectively, and the absolute integration of the second encoder When the angle error is within ± λ / 3 with respect to the drive shaft, the angle θdrv of the first encoder is 120 degrees or less, and the multi-rotation amount determination parameter θds exceeds 240 degrees, the multi-rotation When the amount T is tj + 1, the angle θdrv of the first encoder is 120 degrees or less, and the multi-rotation amount determination parameter θds is 240 degrees or less, the multi-rotation amount T is set to tj When the angle θdrv of the first encoder is more than 120 degrees and less than 240 degrees, the multi-rotation amount T is tj, the angle θdrv of the first encoder is 240 degrees or more, and the When the rotation amount determination parameter θds is 120 degrees or less, the multi-rotation amount T is set to tj−1, the angle θdrv of the first encoder is 240 degrees or more, and the multi-rotation amount determination parameter θds is 120 degrees. If it exceeds, the multi-rotation amount T is calculated as tj.
回転機械の駆動軸に取り付けられた一回転以内の絶対回転角度を検出する第1のエンコーダと、前記駆動軸に軸支された第1の歯車およびこの歯車に結合し従動軸に軸支された第2の歯車からなる減速機構と、前記従動軸に固定されその絶対回転角度を検出する第2のエンコーダと、前記第1及び第2のエンコーダの信号処理を行う信号処理演算部とを備え、前記第1のエンコーダから得られる前記駆動軸の角度θdrvおよび前記第2のエンコーダから得られる従動軸の角度θslvから前記駆動軸の多回転量Tを検出する多回転量検出装置において、
前記信号処理演算部は、前記第2の歯車の減速比n及び前記駆動軸1回転に対する従動軸の角度λを設定する初期条件設定器と、前記第1のエンコーダの角度θdrvおよび前記多回転量判定パラメータθslvを検出する角度データ取得器と、多回転量を判定するパラメータtj、θdsをそれぞれtj=θslv/λ(但し、tjは整数)、θds=n(θslv−tj)として算出する多回転量判定パラメータ算出器と、前記第1のエンコーダの角度θdrvおよび前記多回転量判定パラメータθdsを判定する角度判定器と、前記多回転量Tを演算する多回転量演算器とからなり、前記第2のエンコーダの絶対積算角度誤差を前記駆動軸に対して±λ/3以内とし、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを120度以下と判定し、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsが240度を超えたと判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtj+1と演算し、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを120度以下と判定し、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsを240度以下と判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtjと演算し、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを120度を超え、かつ240度未満と判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtjと演算し、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを240度以上と判定し、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsを120度以下と判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtj−1と演算し、前記角度判定器が前記第1のエンコーダの角度θdrvを240度以上と判定し、かつ、前記多回転量判定パラメータθdsを120度を超えたと判定した場合、前記多回転量演算器は前記多回転量Tをtjとすることを特徴とする多回転量検出装置。
A first encoder attached to a drive shaft of a rotary machine for detecting an absolute rotation angle within one rotation, a first gear supported by the drive shaft, and a gear coupled to the gear and supported by a driven shaft. A speed reduction mechanism comprising a second gear, a second encoder fixed to the driven shaft and detecting an absolute rotation angle thereof, and a signal processing operation unit for performing signal processing of the first and second encoders, In the multi-rotation amount detection device that detects the multi-rotation amount T of the drive shaft from the angle θdrv of the drive shaft obtained from the first encoder and the angle θslv of the driven shaft obtained from the second encoder,
The signal processing calculation unit includes an initial condition setting unit that sets a reduction ratio n of the second gear and an angle λ of the driven shaft with respect to one rotation of the drive shaft, an angle θdrv of the first encoder, and the multiple rotation amount. The angle data acquisition unit for detecting the determination parameter θslv, and the multi-rotations for calculating the multi-rotation amount parameters tj and θds as tj = θslv / λ (where tj is an integer) and θds = n (θslv−tj), respectively. An amount determination parameter calculator, an angle determiner for determining the angle θdrv of the first encoder and the multiple rotation amount determination parameter θds, and a multiple rotation amount calculator for calculating the multiple rotation amount T. The absolute integrated angle error of the encoder 2 is within ± λ / 3 with respect to the drive shaft, and the angle determiner determines that the angle θdrv of the first encoder is 120 degrees or less. And when it is determined that the multi-rotation amount determination parameter θds exceeds 240 degrees, the multi-rotation amount calculator calculates the multi-rotation amount T as tj + 1, and the angle determiner calculates the first encoder. When the angle θdrv is determined to be 120 degrees or less and the multi-rotation amount determination parameter θds is determined to be 240 degrees or less, the multi-rotation amount calculator calculates the multi-rotation amount T as tj, and the angle determiner If the angle θdrv of the first encoder is determined to be greater than 120 degrees and less than 240 degrees, the multi-rotation amount calculator calculates the multi-rotation amount T as tj, and the angle determiner When the angle θdrv of the encoder is determined to be 240 degrees or more and the multi-rotation amount determination parameter θds is determined to be 120 degrees or less, the multi-rotation amount calculator calculates the multi-rotation amount T as tj−1. ,in front When the angle determination unit determines that the angle θdrv of the first encoder is 240 degrees or more and determines that the multi-rotation amount determination parameter θds exceeds 120 degrees, the multi-rotation amount calculator calculates the multi-rotation amount calculator A multi-rotation amount detection device, wherein the amount T is tj.
前記歯車は磁気カップリングからなることを特徴とする請求項2記載の多回転量検出装置。The multi-rotation amount detection device according to claim 2, wherein the gear includes a magnetic coupling.
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