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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Encoder und ein Steuersystem.
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Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
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Bei einem Steuersystem, das einen Encoder umfasst, der eine serielle Kommunikation durchführt, empfängt der Encoder ein Positionsinformationen anforderndes Signal von einer Steuereinrichtung und kommuniziert die zu einem bestimmten Zeitpunkt erzeugten Positionsinformationen über serielle Daten. Hierbei variiert eine durch den Encoder gehaltene Datenmenge der Positionsinformationen, das heißt, eine Menge Multirotationsdaten eines zu erfassenden Objekts und eine Menge der Positionsdaten innerhalb einer einzelnen Rotation, abhängig vom Encoder. Insbesondere bei einem batterielosen Encoder, der die Multirotationsdaten, die eine Anzahl Rotationen oder Drehungen des zu erfassenden Objekts angeben, ausschließlich im Encoder sichert, kann die Menge der Multirotationsdaten abhängig von dem batterielosen Verfahren und der Größe des Encoders variieren.
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Daher wird über ein serielles Schnittstellenverfahren berichtet, bei dem der Datenübertragungsformattyp des verwendeten Encoders durch eine CNC- (Computer Numerical Control/computergestützte numerische Steuerung) Einrichtung automatisch bestimmt und verarbeitet werden kann (z.B.
JP 5-113809 A ).
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In einem Fall jedoch, in dem die Konfiguration der vom Encoder gesendeten Menge Positionsdaten aufgrund von Rauschen, einem Bauteilausfall oder dergleichen falsch gelesen wird, oder in einem Fall, in dem der Encoder die Konfiguration der Menge Positionsdaten infolge eines Austausches des Encoders ändert, ändert sich die Gewichtung der Positionsdaten, was ein sich auf den Betrieb auswirkendes Problem aufwirft.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Encoder und ein Steuersystem bereitzustellen, wobei eine Auswirkung auf einen Betrieb selbst dann vermieden werden kann, wenn sich eine Konfiguration einer vom Encoder gesendeten Menge Positionsdaten ändert.
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Ein Steuersystem gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Encoder und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, unter Verwendung von über serielle Kommunikation vom Encoder gesendeten Informationen ein Zielobjekt zu steuern. Der Encoder umfasst eine Positionsinformationserzeugungseinheit, die dazu eingerichtet ist, Positionsinformationen zu erzeugen, die aus einer vorgegebenen Datenmenge bestehen und absolute Positionsdaten eines zu erfassenden Objekts enthalten, eine Konfigurationsinformationserzeugungseinheit, die dazu eingerichtet ist, Konfigurationsinformationen zu erzeugen, die einen Anteil der absoluten Positionsdaten in der Datenmenge während einer seriellen Kommunikation angeben, und eine Sendeeinheit, die dazu eingerichtet ist, die Positionsinformationen und die Konfigurationsinformationen als serielle Daten an die Steuereinrichtung zu senden. Die Steuereinrichtung umfasst eine Empfangseinheit, die dazu eingerichtet ist, die vom Encoder gesendeten Positionsinformationen und Konfigurationsinformationen zu empfangen, eine Speichereinheit, die dazu eingerichtet ist, die durch die Empfangseinheit empfangenen Konfigurationsinformationen zu speichern, und eine Meldeeinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Meldung einer Konfigurationsdiskrepanz durchzuführen, wenn die in der Speichereinheit gespeicherten Konfigurationsinformationen nicht mit den bei einem nächsten Mal durch die Empfangseinheit empfangenen Konfigurationsinformationen übereinstimmen.
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Gemäß dem Encoder und dem Steuersystem nach dem Beispiel der vorliegenden Offenbarung kann selbst in einem Fall, in dem sich die Konfiguration der vom Encoder gesendeten Menge Positionsdaten ändert, die Auswirkung auf den Betrieb vermieden werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Konfigurationsdarstellung eines Steuersystems nach Beispiel 1.
- 2A ist eine Darstellung, die eine Konfiguration von Positionsinformationen eines Encoders bei dem Steuersystem nach Beispiel 1 zeigt.
- 2B ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Positionsinformationen eines Encoders bei dem Steuersystem nach Beispiel 1 zeigt.
- 2C ist eine Darstellung, die ein anderes Beispiel für Positionsinformationen eines Encoders bei dem Steuersystem nach Beispiel 1 zeigt.
- 2D ist eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel für Positionsinformationen eines Encoders bei dem Steuersystem nach Beispiel 1 zeigt.
- 3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Positionsinformationen verschiedener Encodertypen zeigt, wenn eine Konfiguration von Positionsinformationen in einem spezifischen Format festgelegt ist.
- 4 ist ein Zeitdiagramm eines durch eine Steuereinrichtung gesendeten Positionsinformationsanforderungssignals und eines durch einen Encoder gesendeten Antwortsignals bei dem Steuersystem nach Beispiel 1.
- 5 ist eine Konfigurationsdarstellung eines Steuersystems nach Beispiel 2.
- 6 ist ein Zeitdiagramm eines durch eine Steuereinrichtung gesendeten Positionsinformationsanforderungssignals oder Konfigurationsinformationsanforderungssignals und eines durch einen Encoder gesendeten Antwortsignals bei dem Steuersystem nach Beispiel 2.
- 7 ist eine Konfigurationsdarstellung eines Steuersystems nach Beispiel 3.
- 8 ist eine Darstellung, die ein Beispiel zeigt, bei dem sich bei dem Steuersystem nach Beispiel 1 von einem Encoder gesendete Konfigurationsinformationen ändern.
- 9A ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem bei dem Steuersystem nach Beispiel 3 eine Steuereinrichtung anfangs von einem Encoder gesendete Konfigurationsinformationen speichert.
- 9B ist eine Darstellung, die ein Beispiel zeigt, bei dem sich bei dem Steuersystem nach Beispiel 3 nach dem Speichern von anfangs von einem Encoder gesendeten Konfigurationsinformationen die bei einem nächsten Mal gesendeten Konfigurationsinformationen geändert haben.
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Genaue Beschreibung
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Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Encoder und ein Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der technische Umfang der Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und umfasst die Erfindung, die in den Ansprüchen und deren äquivalenten Elementen beschrieben ist.
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Zunächst wird ein Steuersystem nach Beispiel 1 beschrieben. Eine Konfigurationsdarstellung des Steuersystems nach Beispiel 1 ist in 1 gezeigt. Ein Steuersystem 101 nach Beispiel 1 umfasst einen Encoder 1 und eine Steuereinrichtung 2, die unter Verwendung von über serielle Kommunikation vom Encoder 1 gesendeten Informationen ein Zielobjekt steuert.
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Der im Steuersystem 101 nach Beispiel 1 enthaltene Encoder 1 umfasst eine Positionsinformationserzeugungseinheit 11, eine Konfigurationsinformationserzeugungseinheit 12, eine Sendeeinheit 13, eine Sensoreinheit 14 und einen Analog-Digital- (A/D-) Umsetzer 15. Der Encoder 1 ist in der Nähe eines Motors 10 bereitgestellt, der ein zu erfassendes Objekt darstellt, und erfasst eine Position und eine Bewegungsgeschwindigkeit einer Drehwelle (nicht gezeigt) des Motors 10.
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Die Sensoreinheit 14 erfasst die Bewegung der Drehwelle des Motors 10, der das zu erfassende Objekt darstellt, und gibt ein analoges Signal aus, das einer Bewegungsstrecke der Drehwelle entspricht. Der A/D-Umsetzer 15 führt an dem von der Sensoreinheit 14 ausgegebenen analogen Signal eine A/D-Umsetzung durch und gibt ein digitales Signal aus.
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Der Encoder 1 empfängt von der Steuereinrichtung 2 ein Positionsinformationsanforderungssignal, das die Positionsinformationen des zu erfassenden Objekts anfordert.
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Die Positionsinformationserzeugungseinheit 11 erzeugt Positionsinformationen, die aus einer vorgegebenen Datenmenge bestehen und absolute Positionsdaten des zu erfassenden Objekts (z.B. des Motors 10) enthalten. Wenn der Encoder 1 ein Linearencoder oder Lineargeber ist, werden die Positionsinformationen durch die absoluten Positionsdaten gebildet. Wenn der Encoder 1 hingegen ein Rotationsencoder oder Drehgeber ist, werden die Positionsinformationen durch Multirotationsdaten und die absoluten Positionsdaten (Positionsdaten innerhalb einer einzelnen Rotation) gebildet. Hierbei bezieht sich der Begriff „Datenmenge“ auf eine Gesamtzahl der Anzahl Bits, die die Menge der Multirotationsdaten angibt, und der Anzahl Bits, die die Menge der absoluten Positionsdaten angibt, das heißt, die Gesamtzahl der Bits. Die Datenmenge ist als Format der seriellen Kommunikation zwischen dem Encoder 1 und der Steuereinrichtung 2 vorgegeben.
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2A zeigt eine Konfiguration der Positionsinformationen des Encoders bei dem Steuersystem nach Beispiel 1. 2A zeigt ein Beispiel, bei dem die vorgegebene Datenmenge der Positionsinformationen 28 Bits beträgt. Die Positionsinformationen werden durch die Multirotationsdaten von X Bits und die absoluten Positionsdaten von Y Bits gebildet. Bei dem in 2A gezeigten Beispiel beträgt die Summe von X und Y 28.
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Die Konfigurationsinformationserzeugungseinheit 12 erzeugt Konfigurationsinformationen, die einen Anteil der absoluten Positionsdaten in der Datenmenge während der seriellen Kommunikation angeben. Hierbei wird der Anteil durch die Aufteilung der Menge der Multirotationsdaten und der Menge der absoluten Positionsdaten oder durch eine Position einer Grenze zwischen den verschiedenen Datentypen und dergleichen wiedergegeben. Die Konfigurationsinformationen enthalten Informationen über die Menge der absoluten Positionsdaten. Bei dem in 2A gezeigten Beispiel können die Konfigurationsinformationen durch die Menge der Multirotationsdaten (X Bits), die Menge der absoluten Positionsdaten (Y Bits) oder beide Datenmengen in der vorgegebenen Datenmenge (28 Bits) wiedergegeben werden. Beispielsweise lassen sich die Konfigurationsinformationen durch (X = m), (Y = n) oder (X = m, Y = n) angeben (wobei m und n positive ganze Zahlen sind). In diesem Fall ist die Summe von m und n die Datenmenge (m + n) der Positionsinformationen. Da die Datenmenge (m + n) bekannt ist, ist es möglich, wenn die Menge (X = m) der Multirotationsdaten als Konfigurationsinformationen erhalten wird, die Menge der absoluten Positionsdaten zu berechnen (Y = m + n - X = n), und wenn die Menge (Y = n) der absoluten Positionsdaten empfangen wird, ist es möglich, die Menge der Multirotationsdaten zu berechnen (X = m + n - Y = m).
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Somit erzeugt die Positionsinformationserzeugungseinheit 11 die Positionsinformationen, die die absoluten Positionsdaten und die Multirotationsdaten des zu erfassenden Objekts enthalten, und die Konfigurationsinformationserzeugungseinheit 12 erzeugt die Konfigurationsinformationen, die die Aufteilung der absoluten Positionsdaten und der Multirotationsdaten in der Datenmenge während der seriellen Kommunikation angeben.
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Die Sendeeinheit 13 des Encoders 1 sendet die den Konfigurationsinformationen entsprechenden Positionsinformationen zusammen mit den Konfigurationsinformationen an die Steuereinrichtung 2. Die Positionsinformationserzeugungseinheit 11 und die Konfigurationsinformationserzeugungseinheit 12 des Encoders 1 können durch Hardware, wie etwa eine deren Funktionen ausführende Schaltung, oder durch eine Recheneinrichtung, wie etwa eine CPU (Zentraleinheit), die eine deren Funktionen entsprechend ausführende Software verwendet, umgesetzt werden.
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Die Steuereinrichtung 2 umfasst eine Empfangseinheit 21 und eine Steuereinheit 22.
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Die Empfangseinheit 21 empfängt die vom Encoder 1 gesendeten Positionsinformationen und Konfigurationsinformationen. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel empfängt die Empfangseinheit 21 der Steuereinrichtung 2 die durch die Sendeeinheit 13 des Encoders 1 gesendeten Positionsinformationen und Konfigurationsinformationen.
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Die Steuereinheit 22 verarbeitet die durch die Empfangseinheit 21 empfangenen Positionsinformationen basierend auf den durch die Empfangseinheit 21 empfangenen Konfigurationsinformationen.
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Hierbei zeigt 3 zur Erläuterung eines spezifischen Beispiels der Konfigurationsinformationen ein Beispiel für die Positionsinformationen bei verschiedenen Encodern, wenn die Konfiguration der Positionsinformationen in einem spezifischen Format festgelegt ist. Wie in 3 gezeigt, ist als Beispiel für die serielle Kommunikation ein Format angegeben, bei dem in den Positionsinformationen der vorgegebenen Datenmenge (28 Bits) die Menge der Multirotationsdaten mit 12 Bits und die Menge der absoluten Positionsdaten mit 16 Bits vorgegeben ist.
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Wenn jede der Datenmengen in dem Format der Kommunikation vorgegeben ist, muss der Encoder die vorstehend beschriebene Bitanzahl erfüllen. Bei einem batterielosen Encoder oder dergleichen variiert die Menge der Multirotationsdaten, die ausgegeben werden kann, abhängig von dem batterielosen Verfahren und der Größe des Encoders und es ist möglich, dass die Bitanzahl im Format nicht erfüllt werden kann.
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Wie bei einem in 3 gezeigten Encoder A, kann bei einem batterielosen Encoder, bei dem die Menge der Multirotationsdaten nur 11 Bits beträgt, das vorstehend beschriebene Format nicht erfüllt werden und es entstehen fehlende Bits. Wenn dies nicht in Angriff genommen wird, entsteht dann ein Problem, wenn der Encoder um 12 Bits (4096) oder mehr dreht. Daher ist auf der Empfangsseite der Positionsinformationen eine Verarbeitung erforderlich, um das signifikanteste Bit der Menge der Multirotationsdaten zu maskieren. Wenn jedoch die durch den Encoder gehaltene Menge der Multirotationsdaten nicht automatisch bestimmt werden kann, müssen einige Parametereinstellungen manuell durchgeführt werden.
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Im Unterschied dazu werden bei dem Encoder 1 nach Beispiel 1 von den Positionsinformationen im Format der seriellen Kommunikation die Konfigurationsinformationen, die die Informationen sind, durch die die Mengen der durch den Encoder 1 gehaltenen Multirotationsdaten und absoluten Positionsdaten festgelegt werden, unter Verwendung der seriellen Kommunikation vom Encoder an die Steuereinrichtung 2 gesendet. Dadurch ist es möglich, unter Verwendung eines für den Encoder 1 optimalen Formats eine Steuerung durchzuführen.
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Mit anderen Worten, gemäß dem Encoder nach Beispiel 1 kann, im Falle des Encoders A durch Senden der Information an die Steuereinrichtung, dass von den 28 Bits der Positionsinformationen die Menge der Multirotationsdaten 11 Bits oder die Menge der absoluten Positionsdaten Bits 17 beträgt, oder durch Senden beider Informationen die Steuereinrichtung die Konfiguration der durch den Encoder gesendeten Positionsinformationen bestimmen und es kann eine optimale Steuerung erreicht werden, ohne eine manuelle Parametereinstellung durchzuführen. 2B zeigt ein Beispiel für die Positionsinformationen des Encoders bei dem Steuersystem nach Beispiel 1. Gemäß dem Encoder nach Beispiel 1 erzeugt die Konfigurationsinformationserzeugungseinheit 12 die Konfigurationsinformationen (X = 11, Y = 17), bei denen die Menge der Multirotationsdaten des Encoders A 11 Bits und die Menge der absoluten Positionsdaten 17 Bits beträgt. In diesem Fall fehlt ein am wenigsten signifikantes Bit d0 der absoluten Positionsdaten und es kann somit beispielsweise ein Wert von 0 zugewiesen werden. Da d0 das am wenigsten signifikante Bit ist, beeinflusst es die Genauigkeit der Daten nicht maßgeblich.
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Darüber hinaus kann es, wie bei einem Encoder B in 3, einen Fall geben, in dem zur Verbesserung der Auflösung mehr absolute Positionsdaten ausgegeben werden als Multirotationsdaten. In einem Fall jedoch, in dem die Menge der absoluten Positionsdaten durch das Format der seriellen Kommunikation auf 16 Bits festgelegt ist, können 5 Bits der absoluten Positionsdaten niedrigerer Ebene nicht gesendet werden und es entsteht dahingehend ein Problem, dass die Überlegenheit des hochauflösenden Encoders verloren geht.
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2C zeigt ein anderes Beispiel der Konfiguration der Positionsinformationen des Encoders bei dem Steuersystem nach Beispiel 1. Wie in 2C gezeigt, ist es bei dem Encoder nach Beispiel 1, im Falle des Encoders B, möglich, die hohe Auflösung des Encoders B zu nutzen, da die Konfigurationsinformationen (X = 7, Y = 21), bei denen von den 28 Bits der Datenmenge die Menge der Multirotationsdaten 7 Bits und die Menge der absoluten Daten 21 Bits beträgt, auf der Encoderseite vorgegeben werden können.
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Außerdem sind, wie bei einem Encoder C in 3, bei einem Encoder (vor allem bei einem Lineargeber), der keine Multirotationsdaten benötigt, die Multirotationsdaten nicht vorhanden und es ist somit erforderlich, sämtliche Daten als absolute Positionsdaten zu senden. Es besteht jedoch dahingehend ein Problem, dass optimale Daten nicht gesendet werden können, wenn als Konfiguration der Positionsinformationen im Format der seriellen Kommunikation das Vorhandensein der Multirotationsdaten vorgegeben ist.
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2D zeigt ein weiteres Beispiel für die Konfiguration der Positionsinformationen des Encoders bei dem Steuersystem nach Beispiel 1. Wie in 2D gezeigt, kann bei dem Encoder nach Beispiel 1, im Falle des Encoders C, die Übertragung der optimalen Daten durchgeführt werden, da die Konfigurationsinformationen (X = 0, Y = 28), bei denen von den 28 Bits der Datenmenge die Menge der Multirotationsdaten 0 Bit und die Menge der absoluten Positionsdaten 28 Bits beträgt, auf der Encoderseite vorgegeben werden können.
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In der obigen Beschreibung sind als Beispiel für die Konfigurationsinformationen die Informationen genannt, die die Aufteilung zeigen, bei der von der Datenmenge der vorgegebenen Datenmenge (28 Bits) die Menge der Multirotationsdaten 12 Bits und die Menge der absoluten Positionsdaten 16 Bits beträgt (z.B. X = 12, Y = 16). Die Konfigurationsinformationen sind jedoch nicht auf ein derartiges Beispiel beschränkt und die Konfigurationsinformationen können Informationen enthalten, die eine Grenze zwischen den absoluten Positionsdaten und den Multirotationsdaten während der seriellen Kommunikation angeben. Insbesondere enthalten die Konfigurationsinformationen Informationen, die die Position des am wenigsten signifikanten Bits (LSB/Least Significant Bit) der Multirotationsdaten oder der absoluten Positionsdaten, die Position des signifikantesten Bits (MSB/Most Significant Bit) der Multirotationsdaten oder der absoluten Positionsdaten oder sowohl die Position des am wenigsten signifikanten Bits (LSB) als auch die Position des signifikantesten Bits (MSB) angeben, wobei die Positionen benachbart zu der Grenze zwischen den Multirotationsdaten und den absoluten Positionsdaten in den Positionsinformationen gelegen sind. Bei dem Encoder A aus 2B beispielsweise können dies Informationen sein, die angeben, dass die Grenze zwischen den Multirotationsdaten und den absoluten Positionsdaten zwischen einem 11-ten Bit, das das am wenigsten signifikante Bit der Multirotationsdaten ist, und einem 12-ten Bit liegt, das das signifikanteste Bit der absoluten Positionsdaten ist, wie durch einen Pfeil gezeigt.
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Nun wird die serielle Kommunikation zwischen dem Encoder 1 und der Steuereinrichtung 2 beschrieben. Die Steuereinrichtung 2 sendet das Signal zum Anfordern der Positionsinformationen (das Positionsinformationsanforderungssignal) in einem vorgegebenen Zyklus an den Encoder 1. Der Encoder 1 sendet die Positionsinformationen und die Konfigurationsinformationen immer dann als serielle Daten an die Steuereinrichtung 2, wenn der Encoder 1 das Anforderungssignal von der Steuereinrichtung 2 empfängt. Die Konfigurationsinformationen enthalten bevorzugt die Informationen über die Menge der absoluten Positionsdaten oder der Multirotationsdaten. 4 ist ein Zeitdiagramm des durch die Steuereinrichtung gesendeten Positionsinformationsanforderungssignals und eines durch den Encoder gesendeten Antwortsignals bei dem Steuersystem nach Beispiel 1. Beispielsweise wird ein Zeitpunkt, zu dem der Encoder 1 das Positionsinformationsanforderungssignal empfängt, als Zeitpunkt r1, r2 und r3 einer abfallenden Flanke eines Impulses des Positionsinformationsanforderungssignals bezeichnet.
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Die Positionsinformationserzeugungseinheit 11 erzeugt die Positionsinformationen nach einer vorgegebenen Zeitspanne ab dem Empfang des Positionsinformationsanforderungssignals. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel erzeugt die Positionsinformationserzeugungseinheit 11 die Positionsinformationen des zu erfassenden Objekts basierend auf dem durch den A/D-Umsetzer 15 ausgegebenen digitalen Signal. Die Positionsinformationen enthalten die Multirotationsdaten mit den X Bits und die absoluten Positionsdaten mit den Y Bits.
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Die Konfigurationsinformationserzeugungseinheit 12 erzeugt die Konfigurationsinformationen (X = m, Y = n), die die Menge der Multirotationsdaten (X = m), die Menge der absoluten Positionsdaten (Y = n) oder beides angeben. Die Konfigurationsinformationen enthalten bevorzugt die Informationen über die Menge der absoluten Positionsdaten. Wenn die Datenmenge (m + n) bereits bekannt ist, kann die Menge (Y = n) der absoluten Positionsdaten jedoch anhand der Menge (X = m) der Multirotationsdaten berechnet werden.
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Die Sendeeinheit 13 sendet die Positionsinformationen und die Konfigurationsinformationen als Reihe serieller Daten an die Steuereinrichtung 2. In 4 beispielsweise sendet die Sendeeinheit 13, wenn der Encoder 1 zum Zeitpunkt r1 ein erstes Positionsinformationsanforderungssignal empfängt, zu einem Zeitpunkt t1 nach der vorgegebenen Zeitspanne die Positionsinformationen und die Konfigurationsinformationen als Reihe serieller Daten an die Steuereinrichtung 2. Ebenso sendet die Sendeeinheit 13, wenn der Encoder 1 zum Zeitpunkt r2 ein zweites Positionsinformationsanforderungssignal empfängt, zu einem Zeitpunkt t2 nach der vorgegebenen Zeitspanne die Positionsinformationen und die Konfigurationsinformationen als Reihe serieller Daten an die Steuereinrichtung 2. Ebenso sendet die Sendeeinheit 13, wenn der Encoder 1 zum Zeitpunkt r3 ein drittes Positionsinformationsanforderungssignal empfängt, zu einem Zeitpunkt t3 nach der vorgegebenen Zeitspanne die Positionsinformationen und die Konfigurationsinformationen als Reihe serieller Daten an die Steuereinrichtung 2.
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Wie vorstehend beschrieben, kann der Encoder 1 durch Senden sowohl der Positionsinformationen als auch der Konfigurationsinformationen immer dann, wenn das Positionsinformationsanforderungssignal empfangen wird, die korrekten Positionsinformationen selbst dann senden, wenn sich die Konfigurationsinformationen ändern. Beispiele für Fälle, in denen sich die Konfigurationsinformationen ändern, umfassen einen Fall, in dem sich die Konfiguration der Positionsinformationen entsprechend der Größe der Positionsinformationen ändert, einen Fall, in dem der Encoder geändert wird und dergleichen.
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Gemäß dem Steuersystem nach Beispiel 1 ist die Kommunikation der Positionsdaten in einem für den Encoder optimalen Format durch Senden der Konfigurationsinformationen, die die Aufteilung der Menge der Multirotationsdaten und der Menge der absoluten Positionsdaten in den Positionsdaten der seriellen Daten vom Encoder angeben, an die Steuereinrichtung möglich.
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Nun wird ein Steuersystem nach Beispiel 2 beschrieben. 5 zeigt eine Konfigurationsdarstellung des Steuersystems nach Beispiel 2. Ein Steuersystem 102 nach Beispiel 2 unterscheidet sich dahingehend von dem Steuersystem 101 nach Beispiel 1, dass die Sendeeinheit 13 die Positionsinformationen und die Konfigurationsinformationen als Reihe serieller Daten oder als separate serielle Daten an eine Steuereinrichtung 20 sendet, dass das Steuersystem 2 ferner eine Speichereinheit 23 umfasst, die die durch die Empfangseinheit 21 empfangenen Konfigurationsinformationen speichert, und dass die Steuereinheit 22 die durch die Empfangseinheit 21 empfangenen Positionsinformationen basierend auf den in der Speichereinheit 23 gespeicherten Konfigurationsinformationen verarbeitet. Da der Rest der Konfiguration des Steuersystems 102 nach Beispiel 2 der des Steuersystems 101 nach Beispiel 1 ähnelt, wird auf eine genaue Beschreibung derselben verzichtet.
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Die Sendeeinheit 13 des Encoders 1 sendet die den Konfigurationsinformationen entsprechenden Positionsinformationen an die Steuereinrichtung 20. Die Konfigurationsinformationen enthalten bevorzugt die Informationen über die Menge der absoluten Positionsdaten.
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Die Positionsinformationserzeugungseinheit 11 erzeugt die Positionsinformationen, die die absoluten Positionsdaten und die Multirotationsdaten des zu erfassenden Objekts enthalten. Die Konfigurationsinformationserzeugungseinheit 12 erzeugt die Konfigurationsinformationen, die die Aufteilung der absoluten Positionsdaten und der Multirotationsdaten in der Datenmenge während der seriellen Kommunikation angeben. Die Konfigurationsinformationen enthalten bevorzugt die Informationen über die Menge der absoluten Positionsdaten oder der Multirotationsdaten.
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Die Sendeeinheit 13 sendet die den Konfigurationsinformationen entsprechenden Positionsinformationen an die Steuereinrichtung 20.
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Die Empfangseinheit 21 der Steuereinrichtung 20 empfängt die vom Encoder gesendeten Positionsinformationen und Konfigurationsinformationen. Die Speichereinheit 23 der Steuereinrichtung 20 speichert die durch die Empfangseinheit 21 empfangenen Konfigurationsinformationen. Die Steuereinheit 22 der Steuereinrichtung 20 verarbeitet die durch die Empfangseinheit 21 empfangenen Positionsinformationen basierend auf den in der Speichereinheit 23 gespeicherten Konfigurationsinformationen. Durch Speichern der vom Encoder 1 gesendeten Konfigurationsinformationen in der Speichereinheit 23 aufseiten der Steuereinrichtung 20 muss der Encoder 1 die Konfigurationsinformationen nicht ständig zusammen mit den Positionsinformationen senden.
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Nun werden die bei dem Steuersystem nach Beispiel 2 gesendeten und empfangenen Positionsinformationen und Konfigurationsinformationen beschrieben. 6 zeigt ein Zeitdiagramm des Positionsinformationsanforderungssignals oder eines Konfigurationsinformationsanforderungssignals, das durch die Steuereinrichtung gesendet wird, und des durch den Encoder gesendeten Antwortsignals bei dem Steuersystem nach Beispiel 2.
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Beispielsweise wird der Zeitpunkt, zu dem die Steuereinrichtung 20 das Positionsinformationsanforderungssignal sendet, als Zeitpunkt r1, r2 und r3 der abfallenden Flanke des Impulses des Positionsinformationsanforderungssignals bezeichnet.
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Die Positionsinformationserzeugungseinheit 11 erzeugt die Positionsinformationen nach einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Empfang des Positionsinformationsanforderungssignals. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel erzeugt die Positionsinformationserzeugungseinheit 11 die Positionsinformationen des zu erfassenden Objekts basierend auf dem vom A/D-Umsetzer 15 ausgegebenen digitalen Signal. Die Positionsinformationen enthalten die Multirotationsdaten mit den X Bits und die absoluten Positionsdaten mit den Y Bits.
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Die Konfigurationsinformationserzeugungseinheit 12 erzeugt die Konfigurationsinformationen (X = m, Y = n), die die Menge der Multirotationsdaten (X = m Bits), die Menge der absoluten Positionsdaten (Y = n Bits) oder beides angeben. Die Konfigurationsinformationen enthalten bevorzugt die Informationen über die Menge der absoluten Positionsdaten. Wenn die Datenmenge (m + n) bereits bekannt ist, kann die Menge (Y = n) der absoluten Positionsdaten jedoch anhand der Menge (X = m) der Multirotationsdaten berechnet werden.
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Die Konfigurationsinformationen können die Informationen enthalten, die die Grenze zwischen den absoluten Positionsdaten und den Multirotationsdaten während der seriellen Kommunikation angeben. Insbesondere enthalten die Konfigurationsinformationen Informationen, die die Position des am wenigsten signifikanten Bits (LSB) der Multirotationsdaten oder der absoluten Positionsdaten, die Position des signifikantesten Bits (MSB) der Multirotationsdaten oder der absoluten Positionsdaten oder sowohl die Position des am wenigstens signifikanten Bits (LSB) als auch die Position des signifikantesten Bits (MSB) angeben, wobei die Positionen benachbart zur Grenze zwischen den Multirotationsdaten und den absoluten Positionsdaten in den Positionsinformationen gelegen sind.
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Die Steuereinrichtung 20 sendet beim Start der seriellen Kommunikation ein erstes Anforderungssignal der Positionsinformationen oder der Konfigurationsinformationen an den Encoder 1. Hierbei ist das „erste Anforderungssignal“ ein Signal zum Anfordern der Positionsinformationen oder der Konfigurationsinformationen, das die Steuereinrichtung 20 beim Start der seriellen Kommunikation an den Encoder 1 sendet. In 6 beispielsweise empfängt der Encoder 1 das erste Anforderungssignal zum Anfordern der Positionsinformationen oder der Konfigurationsinformationen zum Zeitpunkt r1, der den Start der seriellen Kommunikation darstellt.
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Wenn der Encoder 1 das erste Anforderungssignal von der Steuereinrichtung 20 empfängt, sendet der Encoder 1 die Konfigurationsinformationen zusammen mit den Positionsinformationen als Reihe serieller Daten an die Steuereinrichtung 20 oder sendet die Konfigurationsinformationen als separate serielle Daten an die Steuereinrichtung. In 6 sendet die Sendeeinheit 13 unter Verwendung einer seriellen Kommunikation zum Zeitpunkt t1 die Konfigurationsinformationen zusammen mit den Positionsinformationen als Reihe serieller Daten an die Steuereinrichtung 20. Alternativ können die Konfigurationsinformationen als separate serielle Daten an die Steuereinrichtung gesendet werden.
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Die Speichereinheit 23 der Steuereinrichtung 20 speichert die vom Encoder 1 empfangenen Konfigurationsinformationen. Folglich kann die Konfiguration der Multirotationsdaten und der absoluten Positionsdaten in den Positionsinformationen, die ab dem zweiten Mal empfangen werden, basierend auf den in der Speichereinheit 23 gespeicherten Konfigurationsinformationen bestimmt werden.
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Der Encoder 1 kann eine Encoder-Spezifikation betreffende Spezifikationsinformationen zusammen mit den Konfigurationsinformationen an die Steuereinrichtung 20 senden, wenn der Encoder 1 das erste Anforderungssignal von der Steuereinrichtung 20 empfängt. Die Encoder-Spezifikationsinformationen umfassen bevorzugt Informationen, die eine Zeichnungsnummer, ein Modell, eine Seriennummer des Encoders und/oder dergleichen betreffen. Durch Senden der Encoder-Spezifikationsinformationen ist es möglich, aufseiten der Steuereinrichtung zu überprüfen, ob der Encoder geändert wurde.
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Die Steuereinrichtung sendet in einem vorgegebenen Zyklus nach dem Senden des ersten Anforderungssignals ein zweites Anforderungssignal der Positionsinformationen an den Encoder. Hierbei ist das „zweite Anforderungssignal“ ein Signal zum Anfordern der Positionsinformationen, das in dem vorgegebenen Zyklus nach dem Senden des ersten Anforderungssignals durch die Steuereinrichtung 20 an den Encoder 1 an den Encoder 1 gesendet wird. Wie in 6 gezeigt, empfängt der Encoder 1 das zweite Anforderungssignal der Positionsinformationen zum Zeitpunkt r2 als das zum zweiten Mal gesendete Anforderungssignal.
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Der Encoder 1 sendet die Positionsinformationen immer dann (t = t2, t3, ...) als separate serielle Daten an die Steuereinrichtung 20, wenn der Encoder 1 das zweite Anforderungssignal von der Steuereinrichtung 20 empfängt. Wie in 6 gezeigt, sendet die Sendeeinheit 13 zum Zeitpunkt t2 die Positionsinformationen als separate serielle Daten an die Steuereinrichtung 20. Danach sendet der Encoder 1 in ähnlicher Weise immer dann, wenn der Encoder 1 nach dem Zeitpunkt t3 das zweite Anforderungssignal ab dann als drittes Anforderungssignal von der Steuereinrichtung 20 empfängt, die Positionsinformationen als separate serielle Daten an die Steuereinrichtung 20.
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Somit werden bei dem Steuersystem nach Beispiel 2, wenn der Encoder das erste Positionsinformationsanforderungssignal empfängt, die Konfigurationsinformationen nur einmal an die Steuereinrichtung gesendet und die durch die Steuereinrichtung empfangenen Konfigurationsinformationen gespeichert. Bei einer solchen Konfiguration kann der Encoder die Konfigurationsinformationen nur einmal senden, ab dem zweiten Mal nur die Positionsinformationen senden und ist somit in der Lage, in den durch den Encoder gesendeten seriellen Daten einen Spielraum bereitzustellen.
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In der obigen Beschreibung ist ein Beispiel genannt, bei dem der Encoder nach dem Empfang des Positionsinformationsanforderungssignals die Konfigurationsinformationen nur einmal sendet, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches Beispiel beschränkt. Beispielsweise ist es durch periodisches Senden der Konfigurationsinformationen möglich, zu bestätigen, dass keine Änderung der Konfiguration der Positionsinformationen vorliegt. Des Weiteren können, wenn sich die Konfiguration der Positionsinformationen des Encoders ändert, die Konfigurationsinformationen immer dann gesendet werden, wenn sich die Positionsinformationen ändern. Ein Beispiel für einen Fall, in dem sich die Konfigurationsinformationen ändern, umfasst einen Fall, in dem sich die Konfiguration der Positionsinformationen entsprechend der Größe der Positionsinformationen ändert, oder einen Fall, in dem der Encoder geändert wird.
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Nun wird ein Steuersystem nach Beispiel 3 beschrieben. 7 zeigt eine Konfigurationsdarstellung eines Steuersystems nach Beispiel 3. Ein Steuersystem 103 nach Beispiel 3 ist mit dem Encoder 1 und einer Steuereinrichtung 200 ausgestattet, die unter Verwendung von über eine serielle Kommunikation vom Encoder 1 gesendeten Informationen ein Zielobjekt steuert.
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Der Encoder 1 des Steuersystems 103 nach Beispiel 3 hat dieselbe Konfiguration wie der Encoder 1 im Steuersystem 101 nach Beispiel 1.
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Die Positionsinformationserzeugungseinheit 11 des Encoders 1 erzeugt die Positionsinformationen, die die absoluten Positionsdaten und die Multirotationsdaten des zu erfassenden Objekts enthalten. Die Konfigurationsinformationserzeugungseinheit 12 des Encoders 1 erzeugt die Konfigurationsinformationen, die die Aufteilung der absoluten Positionsdaten und der Multirotationsdaten in der Datenmenge während der seriellen Kommunikation angeben. Die Sendeeinheit 13 sendet die den Konfigurationsinformationen entsprechenden Positionsinformationen an die Steuereinrichtung 200.
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Die Steuereinrichtung 200 im Steuersystem 103 nach Beispiel 3 umfasst die Empfangseinheit 21, die Speichereinheit 23 und eine Meldeeinheit 24.
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Die Empfangseinheit 21 empfängt die vom Encoder 1 gesendeten Positionsinformationen und Konfigurationsinformationen. Die Speichereinheit 23 speichert die durch die Empfangseinheit 21 vom Encoder 1 empfangenen Konfigurationsinformationen. Die Meldeeinheit 24 führt die Meldung einer Konfigurationsdiskrepanz durch, wenn die in der Speichereinheit 23 gespeicherten Konfigurationsinformationen nicht mit den beim nächsten Mal durch die Empfangseinheit 21 empfangenen Konfigurationsinformationen übereinstimmen.
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Nun wird ein Vorgang im Steuersystem nach Beispiel 3 beschrieben, bei dem eine Warnung oder dergleichen ausgegeben wird, wenn die Steuereinrichtung 200 Konfigurationsinformationen empfängt, die sich von den in der Speichereinheit gespeicherten Konfigurationsinformationen unterscheiden. Zunächst wird ein Fall beschrieben, in dem sich die vom Encoder 1 gesendeten Konfigurationsinformationen in Konfigurationsinformationen ändern, die sich von den in der Vergangenheit durch die Steuereinrichtung 200 empfangenen Konfigurationsinformationen unterscheiden. 8 zeigt ein Beispiel, bei dem sich bei dem Steuersystem 101 nach Beispiel 1 die vom Encoder gesendeten Konfigurationsinformationen ändern. In 8 wird davon ausgegangen, dass durch den Encoder 1 gesendete normale Konfigurationsinformationen d1 Informationen sind, die angeben, dass die Multirotationsdaten 12 Bits und die absoluten Positionsdaten 16 Bits betragen. Zu dieser Zeit können die Konfigurationsinformationen aufgrund von Rauschen, einem Komponentenausfall und dergleichen anormal sein oder die Konfigurationsinformationen können sich infolge eines Austauschs des Encoders ändern. Wie in 8 gezeigt, wird beispielsweise davon ausgegangen, dass sich die Konfigurationsinformationen d1 im seriellen Kommunikationskreislauf in die Konfigurationsinformationen d2 geändert haben, die angeben, dass die Multirotationsdaten 11 Bits und die absoluten Positionsdaten 17 Bits betragen.
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Bei dem Steuersystem nach Beispiel 1 ist die Steuereinrichtung 2 nicht mit der Speichereinheit ausgestattet und kann daher Änderungen der Konfigurationsinformationen nicht erkennen und die Konfigurationsinformationen d2, die sich von den normalen Konfigurationsinformationen geändert haben, werden verwendet wie sie sind. Dadurch wird, da sich die Gewichtung der Positionsdaten (die Aufteilung der Multirotationsdaten und der absoluten Positionsdaten) ändert, die Steuerung basierend auf den fehlerhaften Positionsinformationen ausgeführt.
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Im Unterschied dazu speichert die Speichereinheit 23 bei dem Steuersystem 103 nach Beispiel 3 zunächst die vom Encoder 1 empfangenen normalen Konfigurationsinformationen. 9A zeigt einen Zustand, in dem bei dem Steuersystem nach Beispiel 3 die Steuereinrichtung 200 die normalen Konfigurationsinformationen speichert, die anfangs vom Encoder gesendet wurden. Es wird davon ausgegangen, dass die normalen Konfigurationsinformationen d1 in dem durch den Encoder 1 gesendeten Antwortsignal die Informationen sind, die angeben, dass die Multirotationsdaten 12 Bits und die absoluten Positionsdaten 16 Bits betragen. Die Speichereinheit 23 speichert diese normalen Konfigurationsinformationen d1.
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9B zeigt ein Beispiel, bei dem sich bei dem Steuersystem nach Beispiel 3 nach dem Speichern der anfangs vom Encoder gesendeten Konfigurationsinformationen die nächsten gesendeten Konfigurationsinformationen geändert haben. Bei dem seriellen Kommunikationskreislauf wird beispielsweise davon ausgegangen, dass sich die normalen Konfigurationsinformationen d1 in die Konfigurationsinformationen d2 geändert haben, die angeben, dass die Multirotationsdaten 11 Bits und die absoluten Positionsdaten 17 Bits betragen. Beispiele für Fälle, in denen die Konfigurationsinformationen mehrere Male gesendet werden, umfassen Fälle, in denen der Encoder geändert wurde, das Steuersystem reaktiviert wurde, die Konfigurationsinformationen mehrere Male gesendet wurden, um zu bestätigen, dass sich die Konfigurationsinformationen nicht geändert haben etc.
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Die Meldeeinheit 24 führt die Meldung der Konfigurationsdiskrepanz durch, wenn die in der Speichereinheit 23 gespeicherten normalen Konfigurationsinformationen (X = 12, Y = 16) nicht mit den beim nächsten Mal durch die Empfangseinheit 21 empfangenen Konfigurationsinformationen (X = 11, Y = 17) übereinstimmen. Die Steuereinrichtung 200 kann das Steuern des durch die Steuereinrichtung 200 zu steuernden Zielobjekts (z.B. des Motors 10) stoppen, wenn die Meldeeinheit 24 die Meldung der Konfigurationsdiskrepanz durchführt.
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Somit kann gemäß dem Steuersystem nach Beispiel 3 durch Speichern der Konfigurationsinformationen des Encoders 1 (der Konfiguration der Positionsdaten) in der Steuereinrichtung 200 ein Vergleich mit den erneut gesendeten Konfigurationsinformationen vorgenommen werden, und wenn eine Änderung entdeckt wird, kann durch Erzeugen von Warninformationen oder durch Stoppen der Verarbeitung der Positionsinformationen in Verbindung mit dem Erzeugen der Warninformationen eine Betriebsanomalie verhindert werden. Darüber hinaus kann auch in einem Fall, in dem die Konfigurationsinformationen falsch gelesen werden, durch Erzeugen der Warninformationen oder durch Stoppen der Verarbeitung der Positionsinformationen in Verbindung mit dem Erzeugen der Warninformationen die Betriebsanomalie verhindert werden. Des Weiteren ist es möglich, unter Nutzung der Tatsache, dass sich die Konfigurationsinformationen geändert haben, zu überprüfen, ob der Encoder ausgetauscht wurde.
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Die Steuereinrichtung 200 kann ferner eine Anzeigeeinrichtung 25 umfassen, die die Konfigurationsdiskrepanz als visuelle Information anzeigt. In einem Fall, in dem die Meldeeinheit 24 die Warninformationen oder einen Befehl zum Stoppen der Verarbeitung der Positionsinformationen erzeugt, kann die Meldeeinheit 24 auf der Anzeigeeinrichtung 25 die Möglichkeit anzeigen, dass der Encoder durch einen anderen Encoder ersetzt wurde. Durch Durchführen einer solchen Anzeige kann ein Benutzer leicht die Möglichkeit erkennen, dass der Encoder ersetzt wurde.
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Des Weiteren kann die Sendeeinheit 13 des Encoders 1 die Encoder-Spezifikationsinformationen zusammen mit dem Senden der Konfigurationsinformationen senden. Die Encoder-Spezifikationsinformationen umfassen bevorzugt Informationen, die die Zeichnungsnummer, das Modell, die Seriennummer des Encoders und/oder dergleichen betreffen. Des Weiteren kann die Sendeeinheit 13 die Encoder-Spezifikationsinformationen senden, wenn die Steuereinrichtung 200 ein Signal sendet, das die Encoder-Spezifikationsinformationen anfordert. Durch Senden der Encoder-Spezifikationsinformationen ist es möglich, aufseiten der Steuereinrichtung zu überprüfen, ob der Encoder ausgetauscht wurde.
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Die Steuereinrichtung 200 kann ferner eine Aktualisierungsverarbeitungseinheit 26 umfassen, die die in der Speichereinheit 23 gespeicherten Konfigurationsinformationen mit den beim nächsten Mal durch die Empfangseinheit 21 empfangenen Konfigurationsinformationen überschreibt. Bei einer solchen Konfiguration können die Positionsinformationen, nachdem der Encoder durch einen neuen Encoder ersetzt wurde, unter Verwendung der Konfigurationsinformationen des neuen Encoders verarbeitet werden.
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Die Steuereinheit 22, die Meldeeinheit 24 und die Aktualisierungsverarbeitungseinheit 26, die in der Steuereinrichtung 200 bereitgestellt sind, können durch Hardware, wie etwa eine deren Funktionen ausführende Schaltung, oder durch eine Recheneinrichtung, wie etwa eine CPU (Zentraleinheit), die eine deren Funktionen entsprechend ausführende Software verwendet, umgesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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