CN110274618A - 绝对位置信息检测装置及其控制方法 - Google Patents
绝对位置信息检测装置及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110274618A CN110274618A CN201910146894.8A CN201910146894A CN110274618A CN 110274618 A CN110274618 A CN 110274618A CN 201910146894 A CN201910146894 A CN 201910146894A CN 110274618 A CN110274618 A CN 110274618A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- location information
- value
- group
- receiving element
- light receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 18
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 13
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000669069 Chrysomphalus aonidum Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
- G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
提供一种可靠性较高的绝对位置信息检测装置及其控制方法。绝对位置信息检测装置包括:刻度板,具有N比特的M序列用的绝对图案;发光部,对所述刻度板照射照射光;K个受光元件,接收从所述刻度板反射或透射的所述照射光,其中K≥N+1;以及位置信息处理部,通过对基于接收到所述照射光的K个受光元件的输出而得到的K个信号电平值之中的、N个连续的第一组的值或由所述第一组的值表示的第一位置信息、与相对于所述第一组的值错开至少一个值以上的N个连续的第二组的值或由所述第二组的值表示的第二位置信息进行比较,取得绝对位置信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种绝对位置信息检测装置、以及绝对位置信息检测装置的控制方法。
背景技术
以往存在一种编码器,其包括N(N为自然数)次的绝对图案以及检测部,该绝对图案沿符号板的移动方向形成,具有最低识别宽度λ的图案宽度,并用于对绝对位置进行识别,该检测部将由所述绝对图案之中的在所述移动方向上连续的(N+1)个以上的连续图案表示的范围规定为第一检测区域,并能够对该第一检测区域进行检测,其特征在于,所述检测部根据所述符号板的移动,对由选择自所述第一检测区域的选择图案表示的第二检测区域进行检测(例如参见专利文献1)。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1:(日本)特开2011-158302号公报
发明内容
<本发明要解决的问题>
然而,以往的编码器存在如果无法正确地检测出绝对位置,则会根据错误的位置信息对机床或机器人等进行控制,使得利用编码器及利用编码器的电动机或机器的可靠性有可能会降低的问题。
因此,本发明的目的在于提供一种可靠性较高的绝对位置信息检测装置、以及绝对位置信息检测装置的控制方法。
<用于解决问题的方案>
在本发明的实施方式的绝对位置信息检测装置包括:刻度板,具有N比特的M序列用的绝对图案;发光部,对所述刻度板照射照射光;K个受光元件,接收从所述刻度板反射或透射的所述照射光,其中K≥N+1;以及位置信息处理部,通过对基于接收到所述照射光的K个受光元件的输出而得到的K个信号电平值之中的、N个连续的第一组的值或由所述第一组的值表示的第一位置信息、与相对于所述第一组的值错开至少一个值以上的N个连续的第二组的值或由所述第二组的值表示的第二位置信息进行比较,取得绝对位置信息。
<发明的效果>
能够提供一种可靠性较高的绝对位置信息检测装置、以及绝对位置信息检测装置的控制方法。
附图说明
图1是示出将实施方式的反射型编码器100安装在电动机50上的状态的图。
图2是示出实施方式的反射型编码器100的图。
图3是示出基板101和光学模块120的图。
图4是示出绝对位置信息检测装置80的结构的图。
图5是示出电路部件130的电路部130B的电路结构的图。
图6是示出10个受光元件124的排列和2种9比特的M序列码的取得方法的图。
图7是表示微型计算机150的一部分处理的流程图。
图8是示出微型计算机160A的一部分处理的流程图。
符号说明
50 电动机
50A 壳体
80 绝对位置信息检测装置
100 反射型编码器
110 刻度板
111、112 反射部
120 光学模块
120A 基座部
121 LED
123、124 受光元件
130 电路部件
130A、130B 电路部
140 编码器盖
150 微型计算机
151 主控制部
152 发光控制部
153、154 数据处理部
155 存储器
160 伺服放大器
160A 微型计算机
161 主控制部
162 位置信息处理部
163 异常判定部
164 存储器
具体实施方式
以下,对应用了本发明的绝对位置信息检测装置、以及绝对位置信息检测装置的控制方法的实施方式进行说明。
<实施方式>
图1是示出将实施方式的反射型编码器100安装在电动机50上的状态的图。以下,使用XYZ坐标系进行说明,并将XY面视图称为平面视图。
反射型编码器100包括基板101、刻度板110、光学模块120、电路部件130、连接器135、以及编码器盖140。以下,除了图1以外,还使用图2及图3进行说明。
图2是示出实施方式的反射型编码器100的图。在图2(A)中,以平面视图透视地示出了反射型编码器100的一部分。在图2(B)中,示出了反射型编码器100的XZ面视图中的侧面的结构。在图2(C)中,示出了反射型编码器100的YZ面视图中的侧面的结构。图3是示出基板101和光学模块120的图。
在此,首先对编码器盖140进行说明。编码器盖140由树脂制成,并且如图1所示是具有圆筒状的壁部140A的部件。编码器盖140具有圆筒状的壁部140A的两端被开口的结构。编码器盖140是盖的示例。
在编码器盖140的Z轴负方向侧的端部上,连接有圆板状的基板101。编码器盖140与基板101的外径相等。另外,在编码器盖140的Z轴正方向侧的端部上,连接有电动机50的圆柱状的壳体50A。在此,作为示例,编码器盖140的外径与电动机50的壳体50A的外径相等。电动机50例如为伺服电动机。在壳体50A的Z轴负方向侧,设有与基板101平行的壁部,电动机50的旋转轴贯穿了壁部的平面视图中的中心。
编码器盖140在被基板101和电动机50的壳体50A的壁部包围的空间内容纳有刻度板110、光学模块120、以及其他电子部件等。
接着,对基板101、刻度板110、光学模块120、电路部件130、以及连接器135进行说明。
基板101在平面视图中为圆形的配线基板。作为基板101,例如可以使用FR-4(Flame Retardant type 4)规格的配线基板。在基板101的Z轴正方向侧的面(电动机侧的面)上安装有光学模块120,在基板101的Z轴负方向侧的面(与电动机侧相反的面)上安装有电路部件130以及连接器135。在基板101上,除了电路部件130以及连接器135以外,还安装有用于构成与光学模块120连接的电路的电子部件等,但在此省略其图示。
作为示例,刻度板110具有金属制或玻璃制的圆板部(狭缝板)110A、以及安装在圆板部110A的中心的Z轴正方向侧的旋转轴110B。旋转轴110B被固定在电动机50的旋转轴上。刻度板110随着电动机50的旋转轴的旋转在XY面内以旋转轴110B为中心旋转。因此,在平面视图中圆形的刻度板110的旋转方向与周向相同。
刻度板110的圆板部110A与基板101平行。在刻度板110的Z轴负方向侧的面上,如图2所示,沿外周设有反射部111、112。反射部111是增量图案(incremental pattern)用的反射部,反射部112是绝对图案(absolute pattern)用的反射部。刻度板110为反射部件的示例,反射部111、112为反射图案的示例。刻度板110的Z轴负方向侧的面为第一面的示例。在此,绝对图案利用9比特的M序列的图案来确定绝对位置。在该示例中,反射部112沿刻度板110的周向排列有512个。
作为示例,反射部111通过在反射部111彼此之间设置不反射光的(或反射率低于反射部112的)非反射部111A来制作。非反射部111A例如通过涂布用于吸收光的吸光材料来制作。关于这点反射部112也同样,通过在反射部112彼此之间设置涂布了吸光材料的非反射部112A来制作。
刻度板110将由光学模块120的LED121所射出的光反射至光学模块120的受光元件123、124。由LED121射出、并被反射部111反射的反射光到达受光元件123,由LED121射出、并被反射部112反射的反射光到达受光元件124。
另外,在刻度板110由玻璃制成的情况下,非反射部111A、112A例如是使光透射的区域,并且是未设有作为反射部111、112的金属层的区域。
所有反射部111的周向上的宽度相等,刻度板110的周向上的反射部111与非反射部111A的宽度相等。反射部111沿周向以等间隔(等间距)进行设置。M序列码用的反射部112表示二进制的预定值,构成N个连续符号的组合作为完全不同的符号列。需要说明的是,由于难以正确的图示出M序列码用的反射部112,因此在此为了便于说明,以与反射部111同样的形状来表示M序列码用的反射部112。
光学模块120具有基座部120A、LED121、受光元件123、124。光学模块120安装在基板101的Z轴正方向侧的表面上,并与刻度板110相对。基座部120A是在平面视图中为矩形的平板状的基板。在基座部120A的Z轴正方向侧的面上,布置有LED121和受光元件123、124。
LED121在平面视图的中心具有用于射出激光的发光部121A,发光部121A的发光面面向Z轴正方向侧。换言之,LED121与刻度板110的Z轴负方向侧的面相对。LED121是兰伯特(Lambert)型的LED,作为示例,发光部121A的光径为30μm~100μm。
在此,在图2(A)中,示出了通过刻度板110的中心并沿刻度板110的径向延伸的直线C。发光部121A位于直线C上,刻度板110的中心在直线C上位于透射部122B的Y轴负方向侧。
受光元件123是增量图案用的受光元件,例如可以使用光电二极管(Photo Diode:PD)。生成A相及B相的正弦波的受光元件123沿刻度板110的旋转方向等间距地排列成扇形。受光元件123的间距是相邻的受光元件123的刻度板110的旋转方向上的中心之间的间隔。
在图2(A)中,为了方便说明,针对位于直线C左侧的7个反射部111沿逆时针方向依次分配1~7的编号。另外,针对位于直线C左侧的7个受光元件123沿逆时针方向依次分配1~7的编号。第1个反射部111的周向上的端部边缘如图2(A)所示与直线C重叠。
在该状态下,由兰伯特型的LED121射出并被第1个~第7个反射部111反射的发射光分别被第1个~第7个受光元件123接收。由兰伯特型的LED121射出的光相对于通过直线C的YZ平面对称,被7个受光元件同样地接收。
受光元件124是绝对图案用的受光元件,例如可以使用光电二极管(PD)。受光元件124的个数为比利用M序列码进行刻度板110的角度检测的比特数(9比特)多1个比特的10个,受光元件124沿刻度板110的旋转方向布置成扇形。在图2(A)中从最左侧的受光元件124起沿顺时针方向分配1号~10号的编号,表示其为第1比特至第10比特。第5个受光元件124被布置为使刻度板110的旋转方向上的宽度的中心位于直线C上。
受光元件124接收来自绝对图案用的反射部112的反射光,进行光电转换,并输出光电流。
由兰伯特型的LED121射出并被反射部112反射的反射光被第1个~第10个受光元件124接收。通过10个受光元件124之中的第1个~第9个和第2个~第10个受光元件124,得到2种9比特的M序列码用的值。
电部部件130通过基板101所具有的配线与受光元件123、124连接。电路部件130生成基于受光元件123所输出的光电流的正弦波信号,并且输出基于受光元件124所输出的光信号的M序列码。
连接器135是用于将反射型编码器100的输出信号取出至外部装置的端子。
图4是示出绝对位置信息检测装置80的结构的图。图5是示出电路部件130的电路部130B的电路结构的图。图6是示出10个受光元件124的排列和2种9比特的M序列码的取得方法的图。
如图4所示,绝对位置信息检测装置80包括反射型编码器100和伺服放大器160。在图4中,作为反射型编码器100的构成要素,示出了LED121、受光元件123、124,电路部件130、以及微型计算机150。微型计算机150安装在基板101上。
LED121与微型计算机150连接,受光元件123、124经由电路部件130与微型计算机150连接。
电路部件130具有电路部130A、130B。电路部130A与受光元件123连接,并生成A相及B相的正弦波。电路部件130B与受光元件124连接,并输出M序列码。
在此,使用图5对电路部130B进行说明。在图5中,示出了与10个比特的10个受光元件124之中的1个连接的电路结构。与10个受光元件124连接的10个电路部130B的电路结构均相同。
电路部130B具有电阻器131、比较器132、分压电路133、以及输出端子134。
与电路部130B连接的受光元件124被连接到电源以在阳极与阴极之间施加反向偏压。在受光元件124的阳极上连接有比较器132的非反转输入端子,从受光元件124的阳极与比较器132的非反转输入端子之间进行分支,电阻器131被串联地插入分支点与接地点之间。电阻器131是将由受光元件124的阳极输出的光电流转换为电压值的电流电压转换部的示例。
另外,在比较器132的反转输入端子上连接有分压电路133,在比较器132的输出端子上连接有输出端子134。分压电路133具有在电源与接地点之间串联连接的2个电阻器,将电源电压分压并将分压后的电压作为阈值电压从2个电阻器的中点输出至比较器132的反转输入端子。分压电路132是阈值输出部的示例。电阻器131、比较器132、以及分压电路133是电平判定部的示例。输出端子134与伺服放大器160连接。
如图4所示,微型计算机150具有主控制部151、发光控制部152、数据处理部153、154、以及存储器155。微型计算机150通过包含CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、输入输出接口、以及内部总线等的计算机实现。主控制部151、发光控制部152、以及数据处理部153、154将由微型计算机150执行的程序的功能(function)作为功能块来表示。另外,存储器155在功能上代表微型计算机150的存储器。
主控制部151是进行除了由发光控制部152和数据处理部153、154执行的处理以外的处理、并对微型计算机150的处理进行总括控制的控制部。发光控制部152进行LED121的点亮控制。
数据处理部153将由电路部130A输出的A相、B相的正弦波与预定的判定阈值进行比较后进行二值化,并将二值化后的数据输出到伺服放大器160。
如图6所示,数据处理部154从由电路部130B输出的10个比特的M序列码中提取基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码和基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码,并将2种9比特的M序列码输出至伺服放大器160。例如,如图6所示,在基于第1个~第10个受光元件124的10比特的M序列码为1011001111的情况下,基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码为101100111,基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码为011001111。
在此,9比特是N比特的示例,10比特是大于数值N的数值K的示例。基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码是N个连续的第一组的值的示例,基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码是N个连续的第二组的值的示例。
存储器155中存储有主控制部151、发光控制部152、以及数据处理部153、154执行处理所需的数据和程序。
需要说明的是,由数据处理部153生成的二值化的数据及选择的相数据、以及由数据处理部154生成的9比特的M序列码是经由连接器135输出到伺服放大器160。
伺服放大器160具有微型计算机160A,微型计算机160A具有主控制部161、位置信息处理部162、异常判定部163、以及存储器164。
微型计算机160A通过包含CPU、RAM、ROM、输入输出接口、以及内部总线等的计算机实现。主控制部161、位置信息处理部162、以及异常判定部163将由微型计算机160A执行的程序的功能(function)作为功能块来表示。另外,存储器164在功能上代表微型计算机160A的存储器。
主控制部161是进行除了由位置信息处理部162以及异常判定部163执行的处理以外的处理、并对微型计算机160A的处理进行总括控制的控制部。
位置信息处理部162根据从微型计算机150的数据处理部153输入的二值化的数据和从数据处理部154输入的2种9比特的M序列码,进行针对刻度板110的旋转位置进行检测的处理。
在位置信息处理部162中,从数据处理部153输入的二值化的数据被用于多个旋转的检测。
另外,位置信息处理部162将从数据处理部154输入的2种9比特的M序列码与存储在存储器164中的参考用的M序列码数据进行对照,并且求出在包含连续的512个数值“1”或“0”的参考用的M序列码数据之中、存在9比特的M序列码所包含的任意连续的4个数值“1”或“0”的角度值。位置信息处理部162通过该处理求出由2种9比特的M序列码所表示的2个角度值。
在此,在9比特的情况下,参考用的M序列码数据具有增量为0.7度的角度值。其原因是,当360度除以512时,结果约为0.7度。
位置信息处理部162对2个角度值之差是否为预定条件进行判定,换言之,对2个角度值之差是否为0.7度进行判定,当为0.7度时,将由基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码所表示的角度值作为刻度板110的角度值并进行输出。2个角度值之差为0.7度是指由基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码所表示的70度的角度值与由基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码所表示的70.7度的角度值之差为预定值(0.7度)。该预定值取决于在刻度板110上排列的反射部112的个数。该70度和70.7度等是第一位置信息和第二位置信息的示例。
在2个角度值之差不是0.7度的情况下,位置信息处理部162判定为2个角度值之差不满足预定条件,并向异常判定部163传送表示角度值之差不是0.7度的不一致数据。
当从位置信息处理部162传送来表示角度值之差不是0.7度的数据时,异常判定部163判定为在检测过程中发生了异常。检测过程是指LED121发出光,被反射部112反射,被受光元件124接收的过程。例如,在受光元件124上附着有灰尘或在受光元件124上产生缺陷的情况下、在LED121未发光的情况下、在反射部112对LED121发出的光以外的光进行了反射的情况下、在受光元件124接收到LED121发出的光以外的光的情况下,有可能会无法获得正确的M序列码。
当异常判定部163判定为发生了异常时,主控制部161使微型计算机150再次取得基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码以及基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码。
另外,当异常判定部163判定为异常连续发生了2次时,进行表示发生了错误的显示。
在存储器164中,存储有主控制部161、位置信息处理部162、以及异常判定部163执行处理所需的数据或程序、以及包含连续的512个数值“1”或“0”的参考用的M序列码数据。
图7是表示微型计算机150提取2种9比特的M序列码,并输出至伺服放大器160的处理的流程图。
图7所示的由数据处理部154执行的处理在反射型编码器100的电源被开启期间被重复执行。
在处理开始后,数据处理部154对是否从电路部130B输入了10个比特的M序列码进行判定(步骤S1)。
当判定为输入了10个比特的M序列码(S1为是)时,数据处理部154提取基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码、以及基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码(步骤S2)。
主控制部151将基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码、以及基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码输出至伺服放大器160(步骤S3)。
主控制部151对反射型编码器100的电源是否被切断进行判定(步骤S4)。
当判定为电源未被切断(S4为否)时,主控制部151将流程返回步骤S1,当判定为电源被切断(S4为是)时,主控制部151结束一系列的处理(结束)。
通过使数据处理部154及主控制部151执行上述处理,从而将基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码、以及基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码提取出,并输出至伺服放大器160。
图8是示出由位置信息处理部162根据2种9比特的M序列码求出2个角度值并由异常判定部163来应对异常的处理的流程图。
在处理开始后,位置信息处理部162将从数据处理部154输入的2种9比特的M序列码与存储在存储器164中的参考用的M序列码数据进行对照,并求出2个角度值(步骤S11)。
位置信息处理部162对2个角度值之差是否为0.7度进行判定(步骤S12)。
当判定为2个角度值之差为0.7度(S12为是)时,位置信息处理部162将由基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码所表示的角度值作为刻度板110的角度值并进行输出(步骤S13)。
当判定为2个角度值之差不是0.7度(S12为否)时,位置信息处理部162传送不一致数据(步骤S14)。
当受到不一致数据时,异常判定部163判定为发生了异常(步骤S15)。
异常判定部163对异常是否连续发生了2次进行判定(步骤S16)。对于是否为连续2次的判定,例如可以通过对在自收到上次的不一致数据起的、至取得2个角度值所需的预定时间加上预定的余量时间的时间以内是否再次收到了不一致数据进行判定来进行。
当异常判定部163判定为异常未连续发生2次(S16为否)时,从主控制部161向微型计算机150发送指令,使微型计算机150再次取得2种9比特的M序列码(步骤S17)。
当异常判定部163判定为异常连续发生了2次(S16为是)时,从主控制部161向微型计算机150发送指令,进行表示发生了错误的显示(步骤S18)。
在步骤S13、S17或S18的处理结束后,主控制部161对反射型编码器100的电源是否被切断进行判定(步骤S19)。
当判定为电源未被切断(S19为否)时,主控制部161将流程返回步骤S11,当判定为电源被切断(S19为是)时,主控制部161结束一系列的处理(结束)。
通过上述处理,根据2种9比特的M序列码求出角度值,并且在2个角度值不一致的情况下,判定是否发生了异常,并进行针对异常进行应对的处理。
这样一来,由于利用从2种9比特的M序列码所获得的2个角度值来进行双重检查并求出角度值,因此能够正确地检测出9个比特的反射部112的M序列码,能够抑制误检测,并能够提高可靠性。
因此,根据实施方式,能够提供可靠性较高的反射型编码器100。
当将反射型编码器100用于电动机50的控制时,如果存在误检测或误操作,则有可能会无法正确地对电动机50的旋转位置进行控制,相比之下,当使用该可靠性较高的反射型编码器100时,能够正确地对电动机50的旋转位置进行控制。这对于电动机50以外的电动机也同样。
需要说明的是,尽管在上述说明中,就在针对是否为预定条件进行判定时,针对2个角度值之差是否为0.7度进行判定的形态进行了说明,但是也可以对基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码与基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码进行比较。具体来说,可以取得作为第一组的值的第1个~第9个的9比特的M序列码、以及作为第二组的值的第2个~第10个的9比特的M序列码,并对第一组的值和第二组的值的顺序是否为预先规定的预定顺序进行判定。
另外,尽管就反射型编码器100包括10个受光元件124,并且使用基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码以及基于第2个~第10个受光元件124的9比特的M序列码的形态进行了说明,但是在反射型编码器100包括个数多于10个的受光元件124的情况下,也可以根据相对于基于第1个~第9个受光元件124的9比特的M序列码错开2个以上的9个的9比特的M序列码来检测角度,并判定角度差是否正确。例如,在使用错开2个的9个的9比特的M序列码的情况下,角度差为1.4度,在使用错开3个的9个的9比特的M序列码的情况下,角度差为2.1度。
另外,尽管在上述说明中,就设有9个比特的受光元件124的形态进行了说明,但不限于9比特,也可以为8比特以下、或10比特以上。
另外,尽管在上述说明中,就在编码器盖140的Z轴正方向侧安装电动机50的壳体50A的形态进行了说明,但是也可以是安装基板来代替壳体50A,并在基板的Z轴正方向侧上安装电动机50的结构。
另外,尽管在上述说明中,就编码器盖140为圆筒形的形态进行了说明,但是不限于圆筒形,也可以是方筒形等其他形状。
另外,尽管在上述说明中,就在刻度板110的Z轴负方向侧的面上设置反射部111、112的形态进行了说明,但是也可以在刻度板110的Z轴正方向侧的面上设置反射部111、112,在该情况下,可以在刻度板110的Z轴正方向侧设置基板等,在该基板的Z轴负方向侧设置光学模块120并设为与反射部111、112相对。
另外,尽管在上述说明中,就编码器为反射型的编码器的形态进行了说明,但是也可以是透射型的编码器。需要说明的是,在透射型的情况下光源为平行光。
另外,尽管在上述说明中,就反射型编码器100为旋转式的编码器的形态进行了说明,但是反射型编码器100也可以为线性的编码器。
以上对本发明的示例性实施方式的绝对位置信息检测装置、以及绝对位置信息检测装置的控制方法进行了说明,但本发明并不限定于具体公开的实施方式,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行各种变形或改变。
Claims (5)
1.一种绝对位置信息检测装置,包括:
刻度板,具有N比特的M序列用的绝对图案;
发光部,对所述刻度板照射照射光;
K个受光元件,接收从所述刻度板反射或透射的所述照射光,其中K≥N+1;以及
位置信息处理部,通过对基于接收到所述照射光的K个受光元件的输出而得到的K个信号电平值之中的、N个连续的第一组的值或由所述第一组的值表示的第一位置信息、与相对于所述第一组的值错开至少一个值以上的N个连续的第二组的值或由所述第二组的值表示的第二位置信息进行比较,取得绝对位置信息。
2.根据权利要求1所述的绝对位置信息检测装置,其中,所述绝对位置信息检测装置还包括
异常判定部,在由所述位置信息处理部对所述第一组的值或所述第一位置信息与所述第二组的值或所述第二位置信息进行比较的结果和预先规定的预定条件不同的情况下,判定为在所述绝对位置信息中存在异常。
3.根据权利要求1或2所述的绝对位置信息检测装置,其中,
所述位置信息处理部对所述第一位置信息与所述第二位置信息之差是否与预定值一致进行判定。
4.根据权利要求1或2所述的绝对位置信息检测装置,其中,
所述位置信息处理部对所述第一组的值和所述第二组的值是否为预定顺序进行判定。
5.一种绝对位置信息检测装置的控制方法,所述绝对位置信息检测装置包括:
刻度板,具有N比特的M序列用的绝对图案;
发光部,对所述刻度板照射照射光;以及
K个受光元件,接收从所述刻度板反射或透射的所述照射光,其中K≥N+1,其中,
通过对基于接收到所述照射光的K个受光元件的输出而得到的K个信号电平值之中的、N个连续的第一组的值或由所述第一组的值表示的第一位置信息、与相对于所述第一组的值错开至少一个值以上的N个连续的第二组的值或由所述第二组的值表示的第二位置信息进行比较,取得绝对位置信息。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-050141 | 2018-03-16 | ||
JP2018050141A JP2019158848A (ja) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | 絶対位置情報検出装置、及び、絶対位置情報検出装置の制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110274618A true CN110274618A (zh) | 2019-09-24 |
Family
ID=67774565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910146894.8A Pending CN110274618A (zh) | 2018-03-16 | 2019-02-27 | 绝对位置信息检测装置及其控制方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019158848A (zh) |
CN (1) | CN110274618A (zh) |
DE (1) | DE102019105106A1 (zh) |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6454311A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Nec Corp | Absolute encoder |
JPH036423A (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-11 | Nikon Corp | アブソリュートエンコーダ |
DE19604871A1 (de) * | 1996-02-10 | 1997-08-14 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmeßeinrichtung |
JP2001241943A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Fuji Electric Co Ltd | ドラムの回転位置決め装置 |
JP2004069375A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用燃費表示装置 |
JP3659029B2 (ja) * | 1998-11-04 | 2005-06-15 | 富士電機機器制御株式会社 | アブソリュートエンコーダ |
CN1728002A (zh) * | 2004-07-27 | 2006-02-01 | Asml荷兰有限公司 | 光刻装置及用于校准该光刻装置的方法 |
CN101171498A (zh) * | 2005-10-13 | 2008-04-30 | 浜松光子学株式会社 | 编码器以及编码器用受光装置 |
CN102007366A (zh) * | 2007-06-27 | 2011-04-06 | 布鲁克斯自动化公司 | 多维位置传感器 |
CN102007378A (zh) * | 2008-08-28 | 2011-04-06 | 法罗技术股份有限公司 | 带索引的光学编码器、用于索引光学编码器的方法以及用于动态调整光学编码器中的增益和偏移的方法 |
CN102788601A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-11-21 | 上海微泓自动化设备有限公司 | 一种准绝对式光学编码器的细分及解码的电路及实现方法 |
CN103176450A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-06-26 | 北京配天大富精密机械有限公司 | 伺服驱动装置及伺服控制系统 |
CN104105951A (zh) * | 2012-02-07 | 2014-10-15 | 三菱电机株式会社 | 用于确定位置的方法和装置 |
US20150300847A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Absolute encoder |
CN105229424A (zh) * | 2013-05-21 | 2016-01-06 | 三菱电机株式会社 | 用于自校准旋转编码器的方法 |
CN105371879A (zh) * | 2014-08-07 | 2016-03-02 | 株式会社拓普康 | 绝对式编码器和测量装置 |
-
2018
- 2018-03-16 JP JP2018050141A patent/JP2019158848A/ja not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-02-27 CN CN201910146894.8A patent/CN110274618A/zh active Pending
- 2019-02-28 DE DE102019105106.1A patent/DE102019105106A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6454311A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Nec Corp | Absolute encoder |
JPH036423A (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-11 | Nikon Corp | アブソリュートエンコーダ |
DE19604871A1 (de) * | 1996-02-10 | 1997-08-14 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmeßeinrichtung |
JP3659029B2 (ja) * | 1998-11-04 | 2005-06-15 | 富士電機機器制御株式会社 | アブソリュートエンコーダ |
JP2001241943A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Fuji Electric Co Ltd | ドラムの回転位置決め装置 |
JP2004069375A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用燃費表示装置 |
CN1728002A (zh) * | 2004-07-27 | 2006-02-01 | Asml荷兰有限公司 | 光刻装置及用于校准该光刻装置的方法 |
CN101171498A (zh) * | 2005-10-13 | 2008-04-30 | 浜松光子学株式会社 | 编码器以及编码器用受光装置 |
CN102007366A (zh) * | 2007-06-27 | 2011-04-06 | 布鲁克斯自动化公司 | 多维位置传感器 |
CN102007378A (zh) * | 2008-08-28 | 2011-04-06 | 法罗技术股份有限公司 | 带索引的光学编码器、用于索引光学编码器的方法以及用于动态调整光学编码器中的增益和偏移的方法 |
CN104105951A (zh) * | 2012-02-07 | 2014-10-15 | 三菱电机株式会社 | 用于确定位置的方法和装置 |
CN102788601A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-11-21 | 上海微泓自动化设备有限公司 | 一种准绝对式光学编码器的细分及解码的电路及实现方法 |
CN103176450A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-06-26 | 北京配天大富精密机械有限公司 | 伺服驱动装置及伺服控制系统 |
CN105229424A (zh) * | 2013-05-21 | 2016-01-06 | 三菱电机株式会社 | 用于自校准旋转编码器的方法 |
US20150300847A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Absolute encoder |
CN105371879A (zh) * | 2014-08-07 | 2016-03-02 | 株式会社拓普康 | 绝对式编码器和测量装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ENCODERSUBIR DAS等: "Study on array of photo-detector based absolute rotary encoder", 《SENSORS AND ACTUATORS A: PHYSICAL》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102019105106A1 (de) | 2019-09-19 |
JP2019158848A (ja) | 2019-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2639558B1 (en) | Reflective type encoder, servo motor and servo unit | |
JP6071881B2 (ja) | 位置測定デバイス | |
US8148674B2 (en) | Optical encoder for detecting relative rotation angle for two members | |
US20110202308A1 (en) | Encoder system, signal processing method, and transmission signal generation and output device | |
US6992757B2 (en) | Method and system for encoding fluid level | |
US20030204373A1 (en) | Wireless communication method between handheld field maintenance tools | |
US11725999B2 (en) | Methods and systems for measuring torque using sensor calibration | |
JP5804273B2 (ja) | 反射型エンコーダ、サーボモータ及びサーボユニット | |
CN110274618A (zh) | 绝对位置信息检测装置及其控制方法 | |
CN101438134B (zh) | 旋转编码装置 | |
CN110274619A (zh) | 反射式编码器 | |
US10247582B2 (en) | Optical encoding device including an encoding disc having diffracting patterns | |
US6820809B2 (en) | Label-based controller commissioning system | |
JP5716358B2 (ja) | 反射型エンコーダ、サーボモータ及びサーボユニット | |
US9733109B2 (en) | Absolute position-measuring device | |
JP2007071734A (ja) | 光学式絶対値エンコーダ | |
JP7192317B2 (ja) | エンコーダ | |
CN101750109A (zh) | 一种码盘计数编码器 | |
CN110873582B (zh) | 编码器、处理装置及处理方法 | |
JP4780820B2 (ja) | 位置測定装置の種々の記憶ユニット間でデータを伝送する方法 | |
TW202001194A (zh) | 光學式旋轉編碼器 | |
JP5096887B2 (ja) | ロータリエンコーダ | |
WO2015151230A1 (ja) | エンコーダ、エンコーダ制御装置及びエンコーダの異常検出方法 | |
JP2019158851A (ja) | 反射型エンコーダ | |
JP2000018970A (ja) | 角度検出装置およびこれを用いた自動車 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190924 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |