CN109115248B - 具有检测消耗电流异常的异常检测部的绝对式编码器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有检测消耗电流异常的异常检测部的绝对式编码器，被供给了由电源供给的电流的绝对式编码器(1)具有：彼此并联连接的多个调节器(11‑1和11‑2)，其从电源(2)被输入驱动电流，在该多个调节器中输出给绝对式编码器(1)的恒定电压的大小和输出该恒定电压所需的驱动电流的大小不同；电压检测部(12)，其检测多个调节器(11‑1和11‑2)中至少一个调节器的输出电压；异常检测部(13)，其根据由电压检测部(12)检测出的输出电压，检测绝对式编码器(1)驱动时消耗的来自电源的电流的异常。

Description

具有检测消耗电流异常的异常检测部的绝对式编码器
技术领域
本发明涉及一种具有检测消耗电流异常的异常检测部的绝对式编码器。
背景技术
为了检测设置于机床或机器人等的电动机或旋转轴等的位置，而设置绝对式编码器。绝对式编码器具有用于存储(保持)检测出的电动机或旋转轴等的位置信息或原点信息等的存储器。此外，在该存储器中不仅存储有绝对式编码器检测出的位置信息，还存储有安装了绝对式编码器的机床或机器人等的机械相关的各种信息。例如，将安装了绝对式编码器的电动机的形式或序列号存储于存储器而用于电动机的修理等养护作业，或者，将电动机控制参数的调用号码存储于存储器而能够以即插即用的方式来自动设定参数，或者，将电动机的反电动势常数、电感、安装偏差角度这样的电动机固有信息存储于存储器而实现电动机控制的高效化、稳定化。
绝对式编码器为了维持存储于内部存储器的信息，而被从控制电源供给电力。此外，当设置有绝对式编码器的机床或机器人等的动作结束时或产生停电时等，若从控制电源断开向绝对式编码器的电力供给，则存储于绝对式编码器内的存储器的信息丢失，因此，绝对式编码器连接了与控制电源不同的备用电源，被供给备用电力。
例如，在日本特开2007-292691号公报中，记载有：“绝对式编码器与工业机械、机床或工业用机器人等的旋转部或电动机轴等非控制装置连接，检测并保持非控制装置的各种旋转部的位置或者直线上的位置。这里，驱动非控制装置的控制装置并非始终处于运转状态，例如在非控制装置进行的作业结束时或产生停电时，断开向控制装置的电力供给，因此也断开向绝对式编码器的电力供给，因此，产生了绝对式编码器检测出的位置信息等会丢失这样的问题。因此，与以往相比准备备用电源，在断开向控制装置的电力供给时从备用电源向绝对式编码器供给电力。”
例如，在日本特开2005-223985号公报中，记载有：“在步行机器人中，由于容易进行控制电源再接通后的脚等关节的适当控制，因此希望在有意的电源切断或无意的电源切断后，也可以维持上述编码器的关节定位功能，因此在主电源切断后还需要向存储上述编码器的输出信号的存储单元供给备用电源。”
此外，例如像日本特开2000-041345号公报所记载那样，已知有如下方法：在设置成通过主电源来驱动信号处理部，当所述主电源停电时通过电池来进行备用驱动的编码器中，具有与所述电池连接的电压监视电路，在只有所述电池进行的备用驱动时也使所述电压监视电路动作，监视所述电池的电压降低，其中，所述信号处理部输出使模拟检测信号数字化的编码器信号。
当产生绝对式编码器内部电路的短路或安装部件的不良等异常时，供给到绝对式编码器的电流(即绝对式编码器消耗的电流)增加。在从备用电源供给电力来进行驱动的状态下，当绝对式编码器中产生与消耗电流增加相伴的异常时，备用电源的消耗就会加快。若不更换而继续使用已消耗了的备用电源，则会持续不从备用电源向绝对式编码器供电的状态，因此，在设置有绝对式编码器的机床或机器人等的动作结束时或产生停电时等断开来自控制电源的电力供给的时间点，会导致存储于绝对式编码器内的存储器的信息丢失。结果，需要进行再次取得绝对式编码器的原点信息这样的作业、或再次存储安装有绝对式编码器的机床或机器人等机械相关的各种信息这样的作业，使得作业效率降低。此外，若没有注意到备用电源的消耗而继续使用绝对式编码器，则无法取得准确的位置信息，有可能会因情况而产生设置有该绝对式编码器的机床或机器人等的严重事故。反之，还有可能导致不必要地过早更换还未消耗的备用电源这样的情况。
此外，在不是从备用电源而是从控制电源供给电力来进行驱动的绝对式编码器中，有时也会产生与消耗电流增加相伴的异常，若放任异常则会导致控制电源的故障。
此外，还考虑了通过使用了分流电阻的电流检测电路来监视从备用电源或控制电源流入到绝对式编码器的电流，由此检测绝对式编码器中与消耗电流增加相伴的异常，但是分流电阻非常昂贵。
发明内容
在绝对式编码器领域中，希望有低成本技术能够可靠地检测与消耗电流增加相伴的异常。
本公开的一方式提供一种绝对式编码器，其根据由电源供给的电流来进行驱动，所述绝对式编码器具有：彼此并联连接的多个调节器，其从电源被供给驱动电流，在所述多个调节器中输出给绝对式编码器的恒定电压的大小和输出该恒定电压所需的驱动电流的大小不同；电压检测部，其检测多个调节器中的至少一个调节器的输出电压；异常检测部，其根据由电压检测部检测出的输出电压，检测绝对式编码器驱动时消耗的来自电源的电流的异常。
附图说明
通过参照以下的附图，可以进一步明确地理解本发明。
图1是表示第一实施方式涉及的绝对式编码器的图。
图2是例示各调节器的驱动电流与输出电压的关系的图。
图3A是对到检测出绝对式编码器的异常产生为止所需的时间与绝对式编码器的消耗电流的关系进行说明的图，表示不使用第一实施方式涉及的异常检测电路的情况。
图3B是对到检测出绝对式编码器的异常产生为止所需的时间与绝对式编码器的消耗电流的关系进行说明的图，表示使用了第一实施方式涉及的异常检测电路的情况。
图4是表示追加的实施方式涉及的绝对式编码器的图。
图5是例示图4所示的追加的实施方式中的各调节器的驱动电流与输出电压的关系的图。
图6是表示第二实施方式涉及的绝对式编码器的图。
图7是表示第三实施方式涉及的绝对式编码器的图。
具体实施方式
以下，参照附图对具有检测消耗电流异常的异常检测部的绝对式编码器进行说明。在各附图中，对相同的部件标注相同或者类似的参照符号。此外，在不同的附图中标注了相同或者类似的参照符号的部件是具有该功能的结构要素。此外，为了容易理解，这些附图可以适当变更比例尺。
绝对式编码器例如安装于在机床或机器人等设置的电动机或旋转轴等，检测电动机或旋转轴的位置。本公开的实施方式涉及的绝对式编码器具有：彼此并联连接的多个调节器，其从电源被供给驱动电流，在所述多个调节器中输出给绝对式编码器的恒定电压的大小和输出该恒定电压所需的驱动电流的大小不同；电压检测部，其检测多个调节器中的至少一个调节器的输出电压；异常检测部，其根据由电压检测部检测出的输出电压，检测绝对式编码器驱动时消耗的来自电源的电流的异常；警报输出部，在由所述异常检测部检测出绝对式编码器消耗的电流产生了异常的情况下，所述警报输出部输出警报信号。这里，绝对式编码器根据由电源供给的电流来进行驱动，而在输出用于驱动绝对式编码器的电流的电源中，包含控制电源和与控制电源不同的备用电源中的至少一个。备用电源供给与来自控制电源的电力不同的备用电力，例如由一次电池、二次电池、或恒定电压源构成。
以下，作为本公开的实施方式，列举出如下编码器：在从备用电源供给备用电力的状态下可以检测产生与消耗电流增加相伴的异常的绝对式编码器、在从控制电源供给电力的状态下可以检测产生与消耗电流增加相伴的异常的绝对式编码器、即使是从备用电源供给备用电力的状态和从控制电源供给电力的状态中的某一情况下也可以检测产生与消耗电流增加相伴的异常的绝对式编码器。
首先，对在从备用电源供给备用电力的状态下可以检测产生与消耗电流增加相伴的异常的绝对式编码器进行说明。图1是表示第一实施方式涉及的绝对式编码器的图。
在第一实施方式中，对设置有如下异常检测电路的情况进行说明：在从控制电源3和备用电源2供给电力而被驱动的绝对式编码器1中，尤其是在从备用电源2供给备用电力的状态下当在绝对式编码器1中产生与消耗电流增加相伴的异常时用于检测该异常的异常检测电路。
第一实施方式涉及的绝对式编码器1作为检测从控制电源3和备用电源2供给电力的绝对式编码器1的异常的异常检测电路而具有多个调节器、电压检测部12、异常检测部13、警报输出部14。在本实施方式中，在从备用电源2供给备用电力的状态下当在绝对式编码器1中产生与消耗电流增加相伴的异常时为了检测该异常，而将由多个调节器、电压检测部12、异常检测部13和警报输出部14构成的异常检测电路与备用电源2连接。
绝对式编码器1例如安装于在机床或机器人等设置的电动机或旋转轴等，检测电动机或旋转轴的位置。绝对式编码器1具有：存储器(未图示)，其对包含检测出的电动机或旋转轴等的位置信息或原点信息等在内的各种信息进行存储(保持)；电源处理部15，其将由控制电源3和备用电源2输出的电压变换为用于绝对式编码器1的各种动作的电压。电源处理部15将控制电源3输出的例如5[V]的电压变换为例如3.3[V]。此外，电源处理部15在设置有绝对式编码器1的机床或机器人等的动作结束时或产生停电时等当来自控制电源3的电力供给断开时，将备用电源2输出的例如4[V]的电压变换为例如3.3[V]。向电源处理部15施加控制电源3和备用电源2两者的输出电压，电源处理部15例如具有使施加的较高一方的输出电压优先变换为供绝对式编码器1的各种动作所使用的电压这样的功能。例如，通过将控制电源3的输出电压设定得比备用电源2的输出电压高，电源处理部15在施加控制电源3的输出电压时将输出电压变换为供绝对式编码器1的各种动作使用的电压，在来自控制电源3的输出电压的施加断开时(即，来自控制电源3的电力供给断开时)，将从备用电源3输出的电压变换为供绝对式编码器1的各种动作使用的电压。
作为异常检测电路的一个结构要素的调节器是输出恒定电压的电压调节器，例如由线性调节器或开关调节器构成。一般情况下，调节器具有如下特性：在对该调节器供给固有的规定值以下的驱动电流时向该调节器输出固有的恒定电压，在供给了超过该规定值的驱动电流时输出电压急剧降低而输出比恒定电压小的电压。即，上述“规定值”可以称为能够供调节器输出恒定电压的驱动电流上限值。在异常检测电路中，根据具有这样的不同大小的驱动电流和不同的恒定电压输出的多个调节器输出的电压，来检测绝对式编码器1的异常。对于异常检测处理的详细情况在后面进行叙述。
上述多个调节器彼此并联连接，且连接在备用电源2与绝对式编码器1内的电源处理部15之间。在图示的示例中，作为多个调节器设置有两个调节器，即第一调节器11-1和第二调节器11-2。第一调节器11-1和第二调节器11-2都连接在备用电源2与电源处理部15之间，且彼此并联连接。因此，从备用电源2供给用于供第一调节器11-1和第二调节器11-2动作的驱动电流。
多个调节器输出给绝对式编码器1内的电源处理部15的恒定电压的大小和输出该恒定电压所需的驱动电流的大小不同。即，用第一调节器11-1和第二调节器11-2输出的恒定电压的大小不同，且输出该恒定电压所需的驱动电流的大小也不同。更详细的说明如下。
第一调节器11-1在来自控制电源3的电力供给断开时，将备用电源2输出的电流作为用于驱动绝对式编码器的备用电流来进行供给。即，第一调节器11-1选择恒定电压和驱动电流使得备用电源2输出的电力作为针对绝对式编码器1的备用电力而发挥功能。因此，优选第一调节器11-1输出的恒定电压例如是与备用电源2单体(即备用电源2本体)输出的电压相同程度的大小。此外，优选的是，在绝对式编码器1正常时输入到第一调节器11-1的驱动电流例如是与将备用电源2与没有设置本实施方式涉及的异常检测电路的绝对式编码器直接连接的情况下假设的备用电源2正常时的输出电流(即没有设置本实施方式涉及的异常检测电路的绝对式编码器正常时的消耗电流)相同程度的大小。其中，可以供第一调节器11-1输出恒定电压的驱动电流的上限值即“规定值”应该被设定为如下值：将备用电源2与没有设置本实施方式涉及的异常检测电路的绝对式编码器直接连接的情况下假设的、比备用电源2正常时的输出电流大的值。因此，在本实施方式中，将具有这样的恒定电压和驱动电流(的规定值)的调节器选择为第一调节器11-1。若列举一例，则选择第一调节器11-1输出的恒定电压为4.0[V]左右，保证恒定电压输出的驱动电流的规定值为数十微安～数百微安[A]左右。
第二调节器11-2输出的恒定电压比第一调节器11-1输出的恒定电压小，且作为输出该恒定电压所需的驱动电流的大小而选择比第一调节器11-1输出恒定电压所需的驱动电流的大小大的电压。其中，第二调节器11-2输出的恒定电压至少具有在产生异常时供警报输出部14输出警报信号的动作所需的大小。一般情况下，在设置于绝对式编码器1内的LSI(以下，称为“编码器LSI”。)中存在保证包含警报输出部14进行的警报信号的输出动作等在内的各种动作的电压下限值。在本实施方式中，作为第二调节器11-2输出的恒定电压，选择比编码器LSI的动作电压下限值大的值。总而言之，第二调节器11-2输出的恒定电压比第一调节器11-1输出的恒定电压小，且选择比绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值大的电压。并且，作为可以供第二调节器11-2输出恒定电压的驱动电流的上限值即“规定值”，设定比可以供第一调节器11-1输出恒定电压的驱动电流的上限值即“规定值”大的值。在本实施方式中，将具有这样的恒定电压和驱动电流(的规定值)的调节器选择为第二调节器11-2。若列举一例，例如在绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值是3.3[V]时，第二调节器11-2输出的恒定电压为3.7[V]左右，选择驱动电流是数百毫安[A]左右的电流。
另外，当绝对式编码器1的消耗电流没有超过可以供第一调节器11-1输出恒定电压的驱动电流的规定值时，由于也没有超过可以供第二调节器11-2输出恒定电压的驱动电流的规定值，因此第一调节器11-1和第二调节器11-2都输出恒定电压。由于第二调节器11-2输出的恒定电压比第一调节器11-1输出的恒定电压小，因此其间的电位差导致可能在第一调节器11-1和第二调节器11-2之间产生循环电流。为了防止循环电流，可以在第一调节器11-1和第二调节器11-2之间设置电阻(未图示)。或者，作为第一调节器11-1和第二调节器11-2可以使用具有防止逆流功能的调节器。
电压检测部12检测多个调节器(在图1中，第一调节器11-1和第二调节器11-2)中的至少一个调节器的输出电压。第一调节器11-1的输出侧与第二调节器11-2的输出侧连接，由于该连接线与绝对式编码器1的电源处理部15连接，因此电压检测部12检测备用电源2施加到电源处理部15的电压。
异常检测部13根据由电压检测部12检测出的输出电压，来检测绝对式编码器1驱动时消耗的来自备用电源2的电流的异常产生。更具体来说，异常检测部13在由电压检测部12检测出的输出电压为规定阈值以下时，检测为产生了绝对式编码器1消耗的电流增加的异常。这里，阈值设定成第一调节器11-1输出的恒定电压与第二调节器11-2输出的恒定电压之间。异常检测部13例如由运算放大器等那样的转换器、模拟数字变换器和在数字数据上进行比较处理的逻辑IC等构成。异常检测部13在判定为在绝对式编码器1产生了异常时对警报输出部14通知产生异常。
警报输出部14在从异常检测部13通知了产生异常时输出警报信号。即，警报输出部14在从备用电源2供给了备用电力的状态下在绝对式编码器1产生了与消耗电流增加相伴的异常时，输出警报信号。
接下来，对异常检测处理的详细情况进行说明。
图2是例示各调节器的驱动电流与输出电压的关系的图。在图2中，绝对式编码器1设为断开来自控制电源3的电力供给，而从备用电源2接受备用电力的供给。第一调节器11-1具有如下特性：在供给了规定值I1以下的驱动电流时输出恒定电压V1，在供给了超过该规定值I1的驱动电流时输出电压急剧降低而输出比恒定电压V1小的电压。此外，第二调节器11-2具有如下特性：在供给了规定值I2以下的驱动电流时输出恒定电压V2，在供给了超过该规定值I2的驱动电流时输出电压急剧降低而输出比恒定电压V2小的电压。
如参照图1所进行的说明那样，第一调节器11-1输出的恒定电压V1例如是与备用电源2单体输出的电压相同程度的大小，且，比第二调节器11-2输出的恒定电压V2大。此外，第二调节器11-2输出的恒定电压V2比绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值VL大。此外，可以供第一调节器11-1输出恒定电压V1的驱动电流的上限值即规定值I1比可以供第二调节器11-2输出恒定电压的驱动电流的上限值即规定值I2大。此外，将用于异常检测部13进行的异常检测处理的阈值Vth设定成第一调节器11-1输出的恒定电压V1和第二调节器11-2输出的恒定电压V2之间的值。
绝对式编码器1在来自控制电源3的电力供给断开期间，从备用电源2接受备用电力的供给。该期间，电压检测部12对第一调节器11-1和第二调节器11-2中的至少一个调节器的输出电压进行检测，异常检测部13监视由电压检测部12检测出的输出电压，判定绝对式编码器1是否产生异常。
将绝对式编码器1正常时的消耗电流设为I0。绝对式编码器1正常时的绝对式编码器1的消耗电流I0不超过可以供第一调节器11-1输出恒定电压V1的驱动电流的上限值即规定值I1，且也不超过可以供第二调节器11-2输出恒定电压V2的驱动电流的上限值即规定值I2，因此第一调节器11-1输出恒定电压V1，第二调节器11-2输出恒定电压V2。第一调节器11-1输出的恒定电压V1比第二调节器11-2输出的恒定电压V2大，因此，对绝对式编码器1的电源处理部15施加第一调节器11-1输出的恒定电压V1。也就是说，正常的绝对式编码器1在来自控制电源3的电力供给断开期间，从备用电源2经由第一调节器11-1接受备用电力的供给。即，正常的绝对式编码器1在来自控制电源3的电力供给断开期间，从备用电源2输出的电流作为用于驱动绝对式编码器1的电流而被供给，绝对式编码器1消耗该电流。
若在绝对式编码器1产生与消耗电流增加相伴的异常，则第一调节器11-1的驱动电流缓缓增加。当第一调节器11-1的驱动电流超过规定值I1时，第一调节器11-1因输出电压急剧降低而输出比恒定电压V1小的电压。异常检测部13在由电压检测部12检测出的第一调节器11-1的输出电压为阈值Vth以下时，判定为在绝对式编码器1产生了异常，对警报输出部14通知产生异常。
即使绝对式编码器1的消耗电流进一步增加，只要不超过可以供第二调节器11-2输出恒定电压V2的驱动电流的上限值即规定值I2，第二调节器11-2继续输出恒定电压V2，继续向绝对式编码器1的电源处理部15施加第二调节器11-2输出的恒定电压V2。如上所述，作为第二调节器11-2输出的恒定电压V2，选择比绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值VL大的值。也就是说，只要绝对式编码器1的消耗电流不超过可以供第二调节器11-2输出恒定电压V2的驱动电流的规定值I2，绝对式编码器1可以通过第二调节器11-2输出的恒定电压V2来继续动作。因此，警报输出部14可以接受来自异常检测部13的产生异常的通知，输出警报信号。
如上所述，根据第一实施方式涉及的绝对式编码器1，在从备用电源2供给了备用电力的状态下，可以根据具有不同大小的驱动电流和不同的恒定电压输出的多个调节器输出的电压，可靠地检测绝对式编码器1的与消耗电流增加相伴的异常。图3A是对检测出绝对式编码器的异常产生为止所需的时间和绝对式编码器的消耗电流的关系进行说明的图，表示没有使用第一实施方式涉及的异常检测电路的情况。图3B是对检测出绝对式编码器的异常产生为止所需的时间和绝对式编码器的消耗电流的关系进行说明的图，表示使用了第一实施方式涉及的异常检测电路的情况。在没有使用第一实施方式涉及的异常检测电路的现有情况下，如图3A所示，由于可以识别出备用电源消耗而首先注意到在绝对式编码器产生了与消耗电流增加相伴的异常(时刻t1)，因此在检测出异常产生为止需要时间。该期间，由于不从备用电源供给电力，因此例如存储于绝对式编码器内的存储器的信息丢失，需要进行再次取得绝对式编码器的原点信息这样的作业、再次存储安装了绝对式编码器的机床或机器人等的机械相关的各种信息这样的作业，导致作业效率低下。此外，若没有注意到备用电源的消耗而继续使用绝对式编码器，则无法取得准确的位置信息，根据情况产生设置有该绝对式编码器的机床或机器人等的严重事故。相反，根据第一实施方式涉及的绝对式编码器1，即使在绝对式编码器1产生与消耗电流增加相伴的异常而使得第一调节器11-1无法输出恒定电压V1，只要绝对式编码器1的消耗电流没有超过第二调节器11-2的驱动电流的规定值I2，第二调节器11-2可以继续输出恒定电压V2，因此，绝对式编码器1可以通过第二调节器11-2输出的恒定电压V2而继续动作。因此，绝对式编码器1内的警报输出部14接受来自异常检测部13的产生异常的通知，可以输出警报信号，因此，如图3B所示，在备用电源2消耗之前(时刻t2)，用户可以掌握在绝对式编码器1产生了与消耗电流增加相伴的异常。这样，如果使用第一实施方式涉及的绝对式编码器1，则用户可以尽早知晓绝对式编码器1的异常产生，因此，例如可以采取将绝对式编码器1更换为正常的绝对式编码器来抑制备用电源2的异常消耗这样的对应。
这样，根据第一实施方式，在来自控制电源3的电力供给断开而从备用电源2接受备用电力的供给的情况下，即使产生绝对式编码器1的与消耗电流增加相伴的异常，绝对式编码器1也可以从备用电源2经由第二调节器接受备用电力的供给。作为第二调节器11-2输出的恒定电压(即构成备用电力的电压)，选择比保证包含警报输出部14进行的警报信号的输出动作等在内的各种动作的电压下限值(编码器LSI的动作电压下限值)大的值，因此，绝对式编码器1(内的警报输出部14)可以进行输出警报信号的动作。因此，安装有绝对式编码器1的机床或机器人可以根据从绝对式编码器1的警报输出部14输出的警报信号进行例如养护动作。此外，例如可以构筑根据从绝对式编码器1的警报输出部14输出的警报信号来向用户报知异常产生的单元。作为对用户的报知单元的示例，有个人电脑、便携终端、触摸面板等显示器或机器人、机床的控制装置(未图示)所附属的显示器等。例如，可以将“在绝对式编码器产生了异常”、“请更换绝对式编码器”、或者“请更换备用电源”这样的显示显现于显示器。此外例如还可以通过音声、扬声器、蜂鸣器、铃等那样的发出声音的音响设备来实现对用户的报知的单元。或者，可以采取使用打印机在纸面等打印来显示的方式。或者，也可以将它们适当组合来实现。
此外，由于开关调节器相比于分流电阻是廉价的，因此与通过使用了分流电阻的电流检测电路来检测与消耗电流增加相伴的异常的方法相比，根据本实施方式是低成本的。
在上述第一实施方式中，作为异常检测电路内的多个调节器，说明了设置有两个调节器的示例，但是可以如以下说明那样设置三个以上的调节器。
图4是表示追加的实施方式涉及的绝对式编码器的图。此外，图5是例示图4所示的追加的实施方式中的各调节器的驱动电流与输出电压的关系的图。在图5中，来自控制电源3的电力供给断开，绝对式编码器1从备用电源2接受备用电力的供给。
在图4和图5所示的追加的实施方式中，作为绝对式编码器1内的异常检测电路内的多个调节器，设置有三个调节器，即第一调节器11-1、第二调节器11-2和第三调节器11-3。第一调节器11-1、第二调节器11-2和第三调节器11-3都连接在备用电源2与电源处理部15之间，且彼此并联连接。因此，用于供第一调节器11-1、第二调节器11-2和第三调节器11-3进行动作的驱动电流从备用电源2被供给。
在图4所示的追加的实施方式中，第一调节器11-1、第二调节器11-2和第三调节器11-3输出的恒定电压的大小不同，且输出该恒定电压所需的驱动电流的大小也不同。也就是说，驱动电流的大小和恒定电压的大小在第一调节器11-1、第二调节器11-2和第三调节器11-3而不同。
由于第一调节器11-1与参照图1所说明的调节器相同因此详细的说明省略，使用选择了恒定电压V1和驱动电流的调节器，使得备用电源2输出的电力作为针对绝对式编码器1的备用电力发挥功能。将可以供第一调节器11-1输出恒定电压V1的驱动电流的上限值即规定值设为I1。
第二调节器11-2输出恒定电压V2比第一调节器11-1输出的恒定电压V1小，且作为输出该恒定电压V2所需的驱动电流而选择比第一调节器11-1输出恒定电压V1所需的驱动电流大的电流。将可以供第二调节器11-2输出恒定电压V2的驱动电流的上限值即规定值I2设定为比可以供第一调节器11-1输出恒定电压V1的驱动电流的上限值即规定值I1大的值。
此外，第三调节器11-3输出的恒定电压V3比第二调节器11-2输出的恒定电压V2小，且作为输出该恒定电压V3所需的驱动电流而选择比第二调节器11-2输出恒定电压V2所需的驱动电流大的电流。第三调节器11-3输出的恒定电压V3选择至少具有产生异常时供警报输出部14输出警报信号的动作所需的大小的电压。即，第三调节器11-3输出的恒定电压V3比第二调节器11-2输出的恒定电压V2小，且选择比绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值VL大的电压。此外，可以供第三调节器11-3输出恒定电压V3的驱动电流的上限值即规定值I3选择比可以供第二调节器11-2输出恒定电压V2的驱动电流的上限值即规定值I2大的值的电流。
如上所述从三个编码器11-1、11-2和11-3输出三种恒定电压V1、V2和V3。第一调节器11-1具有如下特性：当供给了规定值I1以下的驱动电流时输出恒定电压V1，当供给了超过该规定值I1的驱动电流时输出电压急剧降低而输出比恒定电压V1小的电压。此外，第二调节器11-2具有如下特性：当供给了规定值I2以下的驱动电流时输出恒定电压V2，当供给了超过该规定值I2的驱动电流时输出电压急剧降低而输出比恒定电压V2小的电压。此外，第三调节器11-3具有如下特性：当供给了规定值I3以下的驱动电流时输出恒定电压V3，当供给了超过该规定值I3的驱动电流时输出电压急剧降低而输出比恒定电压V3小的电压。
在本实施方式中，通过将用于异常检测部13的异常检测处理的阈值设定成各恒定电压之间，可以更细致地检测异常检测的状态(级别)。即，将第一阈值Vth1设定成第一调节器11-1输出的恒定电压V1与第二调节器11-2输出的恒定电压V2之间。将第二阈值Vth2设定成第二调节器11-2输出的恒定电压V2与第三调节器11-3输出的恒定电压V3之间。第一阈值Vth1用于判定绝对式编码器1的与消耗电流增加相伴的异常的状态是否是低级别。例如，在绝对式编码器1产生了与消耗电流增加相伴的异常，为了检测所谓的“低级别异常”而使用第一阈值Vth1，这里，“低级别异常”是指与消耗电流正常时相比增加得不多而备用电源2急剧消耗的可能性低。第二阈值Vth2用于判定绝对式编码器1的与消耗电流增加相伴的异常状态是否是高级别。例如，为了检测所谓的“高级别异常”，而使用了第二阈值Vth2，这里，“高级别异常”是指在绝对式编码器1产生与消耗电流大幅度增加相伴的异常而备用电源2急剧消耗。
绝对式编码器1在来自控制电源3的电力供给断开的期间，从备用电源2接受备用电力的供给。该期间，电压检测部12对第一调节器11-1和第二调节器11-2中的至少一个调节器的输出电压进行检测，异常检测部13监视由电压检测部12检测出的输出电压，使用第一阈值Vth1和第二阈值Vth2来判定绝对式编码器1是否产生异常。
由于绝对式编码器1正常情况下的绝对式编码器1的消耗电流I0没有超过可以供第一调节器11-1输出恒定电压V1的驱动电流的规定值I1、可以供第二调节器11-2输出恒定电压V2的驱动电流的规定值I2和可以供第三调节器11-3输出恒定电压V3的驱动电流的规定值I3中的任一个，因此，第一调节器11-1输出恒定电压V1、第二调节器11-2输出恒定电压V2、第三调节器11-3输出恒定电压V3。由于第一调节器11-1输出的恒定电压V1比第二调节器11-2输出的恒定电压V2和第三调节器11-3输出的恒定电压V3大，因此对绝对式编码器1的电源处理部15施加第一调节器11-1输出的恒定电压V1。也就是说，正常的绝对式编码器1在来自控制电源3的电力供给断开的期间，从备用电源2经由第一调节器11-1接受备用电力的供给。即，正常的绝对式编码器1在来自控制电源3的电力供给断开的期间，使得从备用电源2输出的电流作为用于驱动绝对式编码器1的电流而被供给，绝对式编码器1消耗该电流。
当在绝对式编码器1产生与消耗电流增加相伴的异常时，第一调节器11-1的驱动电流缓缓增加。当第一调节器11-1的驱动电流超过规定值I1时，第一调节器11-1因输出电压急剧降低而输出比恒定电压V1小的电压。在异常检测部13内，当由电压检测部12检测出的第一调节器11-1的输出电压为第一阈值Vth1以下时，判定为在绝对式编码器1产生了低级别异常，对警报输出部14通知产生了低级别异常。警报输出部14接收这些，输出表示在绝对式编码器1产生了低级别异常这样的注意(Warning)信号。
随着绝对式编码器1的异常，消耗电流的增加进一步增加，当第二调节器11-2的驱动电流超过规定值I2时，第二调节器11-2因输出电压急剧降低而输出比恒定电压V2小的电压。异常检测部13在由电压检测部12检测出的第二调节器11-2的输出电压为第二阈值Vth2以下时，判定为在绝对式编码器1产生了高级别异常，对警报输出部14通知产生了高级别异常。即使绝对式编码器1的消耗电流大幅增加，只要不超过可以供第三调节器11-3输出恒定电压V3的驱动电流的上限值即规定值I3，则第三调节器11-3输出恒定电压V3，对电源处理部15施加第三调节器11-3输出的恒定电压V3。如上所述，第三调节器11-3输出的恒定电压V3比绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值VL大。也就是说，只要绝对式编码器1的消耗电流没有超过可以供第三调节器11-3输出恒定电压V3的驱动电流的规定值I3，绝对式编码器1可以通过第三调节器11-3输出的恒定电压V3进行动作。因此，绝对式编码器1内的警报输出部14可以从异常检测部13接收产生了高级别异常的通知，输出警报信号。
在参照图4和图5所说明的进一步的实施例中，作为多个调节器对设置了三个调节器的示例进行了说明，即使设置更多的调节器，也同样可以检测绝对式编码器1的与消耗电流增加相伴的异常。越是增加调节器的个数，越是可以更详细更细致地分割绝对式编码器1的与消耗电流增加相伴的异常级别。如果可以检测绝对式编码器1的与消耗电流增加相伴的异常级别，则容易取得与异常级别对应的对策。例如，当检测出在绝对式编码器1产生了低级别异常时，将绝对式编码器1更换为正常的绝对式编码器，当检测出在绝对式编码器1产生了高级别异常时，可以采取将绝对式编码器1和备用电源2两者更换这样的对策。
接下来，对从控制电源供给电力的状态下可以检测与消耗电流增加相伴的异常产生的绝对式编码器进行说明。图6是表示第二实施方式涉及的绝对式编码器的图。
在第二实施方式中，在从控制电源3和备用电源2供给电力而被驱动的绝对式编码器1中设置有异常检测电路，该异常检测电路特别是在从控制电源3供给电力的状态下当在绝对式编码器1产生了与消耗电流增加相伴的异常时检测该异常。即，第二实施方式将第一实施方式中的异常检测电路从与备用电源2对应的异常检测电路变更为与控制电源3对应的异常检测电路。
第二实施方式涉及的绝对式编码器1作为检测从控制电源3和备用电源2供给电力的绝对式编码器1的异常的异常检测电路，具有：电压检测部12、异常检测部13、警报输出部14。在本实施方式中，在从控制电源3供给备用电力的状态下当在绝对式编码器1产生了与消耗电流增加相伴的异常时为了检测该异常，将由多个调节器、电压检测部12、异常检测部13和警报输出部14构成的异常检测电路与控制电源3连接。另外，对于电源处理部15来说，如参照图1～图5所说明那样。
从控制电源3供给电力的状态下当在绝对式编码器1产生了与消耗电流增加相伴的异常时用于检测该异常的异常检测电路的一个结构要素即多个调节器彼此并联连接，且连接在控制电源3与绝对式编码器1内的电源处理部15之间。在图示的示例中，作为多个调节器设置有两个调节器，即第一调节器11-1和第二调节器11-2。第一调节器11-1和第二调节器11-2都连接在控制电源3与电源处理部15之间，且彼此并联连接。因此，用于供第一调节器11-1和第二调节器11-2动作的驱动电流从控制电源3被供给。
通过第一调节器11-1和第二调节器11-2输出的恒定电压的大小不同，且输出该恒定电压所需的驱动电流的大小也不同。
第一调节器11-1使控制电源3输出的电流作为用于驱动绝对式编码器的电流来进行供给。即，第一调节器11-1选择恒定电压和驱动电流使得控制电源3输出的电力作为针对绝对式编码器1的驱动电力而发挥功能。因此，优选的是，第一调节器11-1输出的恒定电压例如是与控制电源3单体(即控制电源3本体)输出的电压相同程度的大小。此外，优选的是，在绝对式编码器1正常时输入到第一调节器11-1的驱动电流例如是与将控制电源3直接连接到没有设置第二实施方式涉及的异常检测电路的绝对式编码器时假设的控制电源3正常时的输出电流(即，没有设置第二实施方式涉及的异常检测电路的绝对式编码器正常时的消耗电流)相同程度的大小。其中，应当将可以供第一调节器11-1输出恒定电压的驱动电流的上限值即“规定值”设定为将控制电源3直接连接到没有设置第二实施方式涉及的异常检测电路的绝对式编码器时假设的、比控制电源3正常时的输出电流大的值。因此，在第二实施方式中，将具有这样的恒定电压和驱动电流(的规定值)的调节器选择为第一调节器11-1。若列举一例，则第一调节器11-1输出的恒定电压为5.0[V]左右，选择保证恒定电压的输出的驱动电流的规定值为数十毫安～数百毫安[A]左右。
第二调节器11-2输出的恒定电压比第一调节器11-1输出的恒定电压小，且作为输出该恒定电压所需的驱动电流的大小而选择比供第一调节器11-1输出恒定电压所需的驱动电流的大小大的电流。其中，第二调节器11-2输出的恒定电压至少具有产生异常时警报输出部14输出警报信号的动作所需的大小。一般情况下，在设置于绝对式编码器1内的编码器LSI中存在保证包含警报输出部14进行的警报信号的输出动作等在内的各种动作的电压的下限值。在本实施方式中，作为第二调节器11-2输出的恒定电压，选择比编码器LSI的动作电压下限值大的值。总之，第二调节器11-2输出的恒定电压比第一调节器11-1输出的恒定电压小，且选择比绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值大的电压。并且，作为可以供第二调节器11-2输出恒定电压的驱动电流的上限值即“规定值”，设定比可以供第一调节器11-1输出恒定电压的驱动电流的上限值即“规定值”大的值。在本实施方式中，将具有这样的恒定电压和驱动电流(的规定值)的调节器选择为第二调节器11-2。若列举一例，例如在绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值是3.3[V]时，第二调节器11-2输出的恒定电压是4.7[V]左右，选择驱动电流是数安[A]左右的电流。
另外，关于第二实施方式中的调节器，上述事项之外与第一实施方式相同，因此省略说明。
电压检测部12对第一调节器11-1和第二调节器11-2中的至少一个调节器的输出电压进行检测。第一调节器11-1的输出侧与第二调节器11-2的输出侧连接，该连接线与绝对式编码器1的电源处理部15连接，因此，电压检测部12对控制电源3施加到电源处理部15的电压进行检测。
异常检测部13根据由电压检测部12检测出的输出电压，检测绝对式编码器1进行驱动时消耗的来自控制电源3的电流的异常产生。更具体来说，异常检测部13在由电压检测部12检测出的输出电压为规定阈值以下时，检测为产生了绝对式编码器1消耗的电流增加的异常。这里，阈值与第一实施方式一样，被设定成第一调节器11-1输出的恒定电压与第二调节器11-2输出的恒定电压之间。异常检测部13在判定为在绝对式编码器1产生了异常时，对警报输出部14通知异常产生。
警报输出部14在从异常检测部13被通知了产生异常时，输出警报信号。即，警报输出部14在从控制电源3供给了电力的状态下，当在绝对式编码器1产生了与消耗电流增加相伴的异常时，输出警报信号。
在第二实施方式中，参照图2所说明的各调节器的驱动电流与输出电压的关系也成立。以下，参照图2对第二实施方式涉及的绝对式编码器1的动作进行说明。
第一调节器11-1具有如下特性：在供给了规定值I1以下的驱动电流时输出恒定电压V1，在供给了超过该规定值I1的驱动电流时输出电压急剧降低而输出比恒定电压V1小的电压。此外，第二调节器11-2具有如下特性：在供给了规定值I2以下的驱动电流时输出恒定电压V2，在供给了超过该规定值I2的驱动电流时输出电压急剧降低而输出比恒定电压V2小的电压。
第一调节器11-1输出的恒定电压V1例如是与控制电源3单体输出的电压相同程度的大小，且比第二调节器11-2输出的恒定电压V2大。此外，第二调节器11-2输出的恒定电压V2比绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值VL大。此外，可以供第一调节器11-1输出恒定电压V1的驱动电流的上限值即规定值I1比可以供第二调节器11-2输出恒定电压的驱动电流的上限值即规定值I2大。此外，将用于异常检测部13进行的异常检测处理的阈值Vth设定成第一调节器11-1输出的恒定电压V1与第二调节器11-2输出的恒定电压V2之间的值。
绝对式编码器1接受来自控制电源3的电流供给，在此期间，电压检测部12对第一调节器11-1和第二调节器11-2中的至少一个调节器的输出电压进行检测，异常检测部13监视由电压检测部12检测出的输出电压，判定绝对式编码器1是否产生异常。
将绝对式编码器1正常时的消耗电流设为I0。绝对式编码器1正常时的绝对式编码器1的消耗电流I0不超过可以供第一调节器11-1输出恒定电压V1的驱动电流的上限值即规定值I1，且也不超过可以供第二调节器11-2输出恒定电压V2的驱动电流的上限值即规定值I2，因此，第一调节器11-1输出恒定电压V1，第二调节器11-2输出恒定电压V2。第一调节器11-1输出的恒定电压V1比第二调节器11-2输出的恒定电压V2大，因此，对绝对式编码器1的电源处理部15施加第一调节器11-1输出的恒定电压V1。也就是说，正常的绝对式编码器1经由第一调节器11-1从控制电源3接受电力的供给，绝对式编码器1消耗该电力。
当在绝对式编码器1产生与消耗电流增加相伴的异常时，第一调节器11-1的驱动电流缓缓增加。当第一调节器11-1的驱动电流超过规定值I1时，第一调节器11-1因输出电压急剧降低而输出比恒定电压V1小的电压。异常检测部13在由电压检测部12检测出的第一调节器11-1的输出电压为阈值Vth以下时，判定为在绝对式编码器1产生了异常，对警报输出部14通知异常产生。
即使绝对式编码器1的消耗电流进一步增加，只要不超过可以供第二调节器11-2输出恒定电压V2的驱动电流的上限值即规定值I2，第二调节器11-2继续输出恒定电压V2，对绝对式编码器1的电源处理部15继续施加第二调节器11-2输出的恒定电压V2。如上所述，作为第二调节器11-2输出的恒定电压V2，选择比绝对式编码器1内的编码器LSI的动作电压下限值VL大的值。也就是说，绝对式编码器1的消耗电流只要不超过可以供第二调节器11-2输出恒定电压V2的驱动电流的规定值I2，绝对式编码器1可以通过第二调节器11-2输出的恒定电压V2而继续进行动作。因此，警报输出部14可以接受来自异常检测部13的异常产生的通知，输出警报信号。
如以上说明那样，根据第二实施方式涉及的绝对式编码器1，在从控制电源3供给了电力的状态下，可以根据具有不同大小的驱动电流和不同的恒定电压输出的多个调节器输出的恒定电压，准确地检测绝对式编码器1的与消耗电流增加相伴的异常。
根据第二实施方式涉及的绝对式编码器1，即使在绝对式编码器1产生与消耗电流增加相伴的异常而使得第一调节器11-1无法输出恒定电压V1，只要绝对式编码器1的消耗电流不超过第二调节器11-2的驱动电流的规定值I2则第二调节器11-2可以继续输出恒定电压V2，因此，绝对式编码器1可以通过第二调节器11-2输出的恒定电压V2而继续动作。因此，绝对式编码器1内的警报输出部14可以接受来自异常检测部13的产生异常的通知，输出警报信号。因此，安装有绝对式编码器1的机床或机器人可以根据从绝对式编码器1的警报输出部14输出的警报信号进行例如养护动作。此外，例如可以构筑根据从绝对式编码器1的警报输出部14输出的警报信号而对用户报知产生异常的单元。通过该向用户报知的单元，可以使得用户尽早知晓绝对式编码器1产生异常，因此例如可以采取将绝对式编码器1更换为正常的绝对式编码器来防止控制电源3的故障这样的对策。此外，开关调节器相比于分流电阻是廉价的，因此，与通过使用了分流电阻的电流检测电路来检测与消耗电流增加相伴的异常的方法相比，根据本实施方式是低成本的。
在第二实施方式中，作为异常检测电路内的多个调节器，对设置了两个调节器的示例进行了说明，但是也可以像参照图4所说明那样设置三个以上的调节器。
接下来，对即使从备用电源供给了备用电力的状态和从控制电源供给了电力的状态中的任意情况也可以检测与消耗电流增加相伴的异常的产生这样的绝对式编码器进行说明。图7是表示第三实施方式涉及的绝对式编码器的图。
第三实施方式将参照图1～图5所说明的第一实施方式与参照了图6的第二实施方式组合，在从控制电源3和备用电源2供给了电力而被驱动的绝对式编码器1中，设置用于即使从控制电源3供给了电力的状态和从备用电源2供给了备用电力的状态中的任意情况也可以检测与消耗电流增加相伴的异常的产生的异常检测电路。
第三实施方式涉及的绝对式编码器1，作为在从控制电源3和备用电源2供给了电力的绝对式编码器1中在从控制电源3供给了电力的状态下检测绝对式编码器1的异常的异常检测电路，具有多个调节器(第一调节器11-1-A和第一调节器11-2-A)、电压检测部12-A、异常检测部13-A。对于与该控制电源3进行的电力供给时对应的异常检测电路来说，与参照图6所说明的第二实施方式一样。此外，作为在从备用电源2供给了备用电力的状态下检测绝对式编码器1的异常的异常检测电路，具有多个调节器(第一调节器11-1-B和第一调节器11-2-B)、电压检测部12-B、异常检测部13-B。对于与该备用电源2进行的备用电力供给时对应的异常检测电路来说，与参照图1～图5所说明的第一实施方式一样。另外，对于警报输出部14来说，共通地设置给与控制电源3进行的电力供给时对应的异常检测电路和与备用电源2进行的备用电力供给时对应的异常检测电路，即，警报输出部14与异常检测部13-A和异常检测部13-B两者连接，在从控制电源供给了电力的状态和从备用电源2供给了备用电力的状态中的任意情况下，当检测出异常时输出警报信号。
根据第三实施方式涉及的绝对式编码器1，即使从控制电源3供给了电力的状态和从备用电源2供给了备用电力的状态中的任意情况，也可以根据具有不同大小的驱动电流和不同的恒定电压输出的多个调节器输出的电压，准确地检测绝对式编码器1的与消耗电流增加相伴的异常。即，根据第三实施方式，可以获得第一实施方式和第二实施方式两者的效果。因此，安装有绝对式编码器1的机床或机器人可以根据从绝对式编码器1的警报输出部14输出的警报信号进行例如养护动作。此外，例如也可以构筑根据从绝对式编码器1的警报输出部14输出的警报信号而对用户报知产生异常的单元。通过该向用户报知的单元，可以使得用户尽早知晓绝对式编码器1产生异常，因此例如可以采取将绝对式编码器1更换为正常的绝对式编码器来防止控制电源3的故障或抑制备用电源2的异常的消耗这样的对策。此外，开关调节器相比于分流电阻是廉价的，因此，与通过使用了分流电阻的电流检测电路来检测与消耗电流增加相伴的异常的方法相比，根据本实施方式是低成本的。
另外，在上述第三实施方式中，作为异常检测电路内的多个调节器，对设置了两个调节器的示例进行了说明，但是也可以像参照图4所说明那样设置三个以上的调节器。
根据本公开的一个方式能够实现一种低成本的绝对式编码器，其可以准确地检测绝对式编码器的与消耗电流增加相伴的异常。

Claims (7)

1.一种绝对式编码器，其根据由电源供给的电流来进行驱动，其特征在于，所述绝对式编码器具有：
彼此并联连接的多个调节器，其从电源被供给驱动电流，在所述多个调节器中输出给所述绝对式编码器的恒定电压的大小和输出该恒定电压所需的驱动电流的大小不同；
电压检测部，其检测所述多个调节器中至少一个调节器的输出电压；以及
异常检测部，其根据由所述电压检测部检测出的输出电压，检测所述绝对式编码器驱动时消耗的来自电源的电流的异常，
在由所述电压检测部检测出的输出电压为规定的阈值以下时，所述异常检测部检测为在所述绝对式编码器消耗的电流产生了异常，
所述多个调节器具有：
第一调节器，其将电源输出的电流作为用于驱动所述绝对式编码器的电流来进行供给；以及
第二调节器，其与所述第一调节器相比，输出的恒定电压小，且输出该恒定电压所需的驱动电流大。
2.根据权利要求1所述的绝对式编码器，其特征在于，
各所述调节器在向该调节器供给了固有的规定值以下的驱动电流时向该调节器输出固有的恒定电压，在供给了超过所述规定值的驱动电流时输出比所述恒定电压小的电压。
3.根据权利要求1或2所述的绝对式编码器，其特征在于，
所述绝对式编码器具有：警报输出部，在由所述异常检测部检测出所述绝对式编码器消耗的电流产生了异常的情况下，所述警报输出部输出警报信号。
4.根据权利要求1所述的绝对式编码器，其特征在于，
将所述阈值设定为所述第一调节器输出的恒定电压与所述第二调节器输出的恒定电压之间。
5.根据权利要求3所述的绝对式编码器，其特征在于，
所述第二调节器输出的恒定电压至少具有如下大小：在由所述异常检测部检测出所述绝对式编码器消耗的电流产生了异常的情况下，所述警报输出部输出警报信号所需的大小。
6.根据权利要求1所述的绝对式编码器，其特征在于，
输出用于驱动所述绝对式编码器的电流的电源是控制电源。
7.根据权利要求1所述的绝对式编码器，其特征在于，
输出用于驱动所述绝对式编码器的电流的电源是与控制电源不同的备用电源。
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