DE112013006990T5 - Servomotor und Encoder - Google Patents

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Abstract

Ein Encoder (3c) enthält einen ersten Mehrfachrotationszähler (13X), der erste Mehrfachrotationsdaten erzeugt, unter Verwendung eines Rotationssignals, das eine Rotation einer Rotationsachse (51) eines Motors (2) anzeigt, einen zweiten Mehrfachrotationszähler (13Y), der zweite Mehrfachrotationsdaten erzeugt, unter Verwendung des Rotationssignals, eine erste Kumulativzahl-Berechnungseinheit (14X), die erste akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung eines Winkelsignals, das einen Rotationswinkel der Rotationsachse (51) anzeigt, eine zweite Kumulativzahl-Berechnungseinheit (14Y), die zweite akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung des Winkelsignals, und eine erste Vergleichsdiagnose-Einheit (15X), die eine Diagnose durchführt, ob der Encoder (3c) einen Fehler aufweist, indem ein Vergleich durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob die ersten Mehrfachrotationsdaten, die zweiten Mehrfachrotationsdaten, die ersten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten einen gleichen Wert aufweisen.

Description

  • Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Servomotor und einen Encoder bzw. Codierer, der einen Rotationswinkel und die Anzahl von Rotationen einer Rotationsachse erfasst, während ein Fehler erfasst wird.
  • Hintergrund
  • Auf dem Gebiet eines Servosystems, das einen Motor steuert, während der Rotationswinkel und die Anzahl von Rotationen einer Rotationsachse erfasst werden, ist es wichtig, die Sicherheit zu gewährleisten. Folglich ist es ebenso erforderlich, die Zuverlässigkeit eines Encoders sicherzustellen, der ein ausbildendes Element des Servosystems ist, indem eine Fehlererfassungsrate verbessert wird.
  • Ein Servosystem, das zum Beispiel in jedem der Patentliteraturdokumente 1 bis 4 beschrieben ist, erfasst eine Störung eines Encoders, der in dem Servosystem enthalten ist, indem eine Vielzahl von Signalen in Bezug auf eine Rotationsposition (wie zum Beispiel die Anzahl von Rotationen einer Rotationsachse) verglichen werden.
  • Patentliteraturliste
    • Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-315099
    • Patentliteratur 2: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2007-114032
    • Patentliteratur 3: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2010-19575
    • Patentliteratur 4: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2005-12997
  • Zusammenfassung
  • Technisches Problem
  • Die in der Patentliteratur 1 bis 4 beschriebene herkömmliche Technik weist jedoch ein Problem hinsichtlich einer geringen Zuverlässigkeit der Fehlererfassungen auf.
  • Die vorliegende Erfindung dient zur Lösung des obigen Problems, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Servomotors und eines Encoders, die eine hochgradig zuverlässige Fehlererfassung durchführen können.
  • Lösung des Problems
  • Zur Lösung des obigen Problems und zum Erreichen der obigen Aufgabe umfasst ein Servomotor der vorliegenden Erfindung: einen Motor mit einer Rotationsachse; und einen Encoder, der Mehrfachrotationsdaten erzeugt, die erhalten werden durch Zählen von Rotationen der Rotationsachse unter Verwendung von Rotationssignalen, die eine Rotation der Rotationsachse anzeigen, sowie von Eine-Rotations-Daten, die berechnet werden unter Verwendung eines Winkelsignals, das einen Rotationswinkel der Rotationsachse anzeigt und ein Rotationswinkel in einer Rotation anzeigt, und akkumulierter Mehrfachrotationsdaten, die erhalten werden durch Akkumulieren der Rotationswinkel unter Verwendung des Winkelsignals und durch Zählen der Rotationen der Rotationsachse, immer dann, wenn die Rotationsachse eine Rotation durchführt, und der entweder die Mehrfachrotationsdaten oder die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die Eine-Rotations-Daten an eine Motorsteuervorrichtung überträgt. Der Encoder enthält: eine Rotationserfassungseinheit, die eine Rotationsposition der Rotationsachse erfasst; einen ersten Mehrfachrotationszähler, der erste Mehrfachrotationsdaten erzeugt, unter Verwendung der Rotationssignale, die auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt werden; einen zweiten Mehrfachrotationszähler, der zweite Mehrfachrotationsdaten erzeugt, unter Verwendung der Rotationssignale, die auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt werden; eine erste Kumulativzahl-Berechnungseinheit, die erste akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung des Winkelsignals, das auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt wird; eine zweite Kumulativzahl-Berechnungseinheit, die zweite akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung des Winkelsignals, das auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt wird; und eine erste Vergleichsdiagnose-Einheit, die einen Vergleich durchführt, um zu bestimmen, ob zumindest vier Werte, einschließlich zumindest zweier Werte in Bezug auf eine Anzahl von Rotationen und erzeugt unter Verwendung von Rotationssignalen und zumindest zwei Werte in Bezug auf eine Anzahl von Rotationen und berechnet unter Verwendung des Winkelsignals einen gleichen Wert aufweisen, indem ein Vergleich durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob die ersten Mehrfachrotationsdaten, die zweiten Mehrfachrotationsdaten, die ersten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten einen gleichen Wert aufweisen, und der eine Diagnose durchgeführt, ob der Encoder einen Fehler aufweist, auf Grundlage eines Vergleichsresultats.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine hochgradig zuverlässige Fehlererfassung durchgeführt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Konfiguration eines Servosystems mit einem Encoder gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • 2 ist ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels einer Fehlererfassung.
  • 3 zeigt eine Konfiguration eines Servosystems mit einem Encoder gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • 4 zeigt eine Konfiguration eines Servosystems mit einem Encoder gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Erläuternde Ausführungsformen eines Servomotors und einer Encoders bzw. Codierers gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 zeigt eine Konfiguration eines Servosystems mit einem Encoder gemäß einer ersten Ausführungsform. Ein Servosystem 1A enthält einen Servomotor (ein Motor 2 und einen Encoder 3A) und eine Motorsteuervorrichtung (Servo-Verstärker) 4.
  • Das Servosystem 1A gemäß der vorliegenden Erfindung führt eine Diagnose eines Fehlerabschnitts (identifiziert eine Fehlerposition) des Encoders 3A, indem eine Vielzahl von Datenelementen, einschließlich einer Vielzahl von Elementen von mehrfachen Rotationsdaten, und eine Vielzahl von Elementen akkumulierter mehrfacher Rotationsdaten verglichen werden. Die mehrfachen Rotationsdaten gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind Daten (ein Zählwert), die erhalten werden, indem Rotationen einer Rotationsachse gezählt werden, und die akkumulierten mehrfachen Rotationsdaten sind Daten (ein Zählwert), die durch Akkumulieren von Rotationswinkeln der Rotationsachse bis zu einer Rotation und Zählen der Rotationen der Rotationsachse erhalten werden, immer dann, wenn die Rotationsachse eine Rotation durchführt.
  • Der Motor 2 rotiert eine Impulsscheibe (engl. Pulse Disc) 50 in dem Encoder 3A, indem eine Rotationsachse 51 rotiert wird. Ein Ende der Rotationsachse 51 ist mit der Impulsscheibe 50 verbunden, und das andere diesbezügliche Ende ist mit einem Roboterarm oder dergleichen verbunden. Der Motor 2 wird durch die Motorsteuervorrichtung 4 stromgesteuert.
  • Der Encoder 3A enthält die Impulsscheibe 50, eine Licht emittierende Einheit 11, eine Lichtempfangseinheit 12, Mehrfachrotationszähler 13X und 13Y, Arithmetikeinheiten 10X und 10Y, eine Stromversorgungs-Schaltschaltung 16, eine Batterie-Stromversorgung 21 und eine Steuerstromversorgung 22.
  • Die Licht emittierende Einheit 11 bestrahlt Licht von einer Hauptoberfläche der Impulsscheibe 50. Die Lichtempfangseinheit 12 ist an der anderen Hauptoberflächenseite der Impulsscheibe 50 angeordnet, und dient als eine Rotationserfassungseinheit, die eine Rotationsposition der Rotationsachse 51 optisch erfasst. Die Lichtempfangseinheit 12 erfasst einen Rotationszustand (eine Rotationsposition) der Rotationsachse 51, indem Licht empfangen wird, das durch die Impulsschreibe 50 hindurch tritt, von dem Licht, das von der Licht emittierenden Einheit 11 ausgestrahlt wird, als ein optisches Signal. Mit dieser Konfiguration erfasst ein optisches System, das die Licht emittierende Einheit 11 und die Lichtempfangseinheit 12 enthält, die Rotationsposition der Rotationsachse 51.
  • Die Lichtempfangseinheit 12 überträgt den Rotationszustand der Rotationsachse 51 an die Mehrfachrotationszähler 13X und 13Y und die Arithmetikeinheiten 10X und 10Y als eine Wellenform (eine Sinuswelle und eine Cosinuswelle). Die Wellenform (empfangene Lichtwellenform, die die Rotationsposition anzeigt), welche durch die Lichtempfangseinheit 12 erzeugt wird, wird an einen Vergleicher (nicht gezeigt) übertragen. Der Vergleicher erzeugt ein Rechteck-Wellensignal aus der Sinuswelle und erzeugt auch ein Rechteck-Wellensignal aus der Sinuswelle. Der Vergleicher überträgt die erzeugten Rechteck-Wellensignale an jeden der Mehrfachrotationszähler 13X und 13Y. Die Lichtempfangseinheit 12 überträgt die Wellenform des erfassten Lichts an eine Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X der Arithmetikeinheit 10X und eine Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y der Arithmetikeinheit 10Y als ein analoges Signal.
  • Jeder der Mehrfachrotationszähler 13X und 13Y zählt Rotationen der Rotationsachse auf Grundlage der Rechteck-Wellensignale. Eine Kombination des Rechteck-Wellensignals, das aus der Sinuswelle erzeugt wird, und jenem, das aus der Cosinuswelle erzeugt wird, ist ein Signal (Rotationssignal), welches eine Rotation der Rotationsachse 51 anzeigt. Jeder der Mehrfachrotationszähler 13X und 13Y zählt daher die Rotationen der Rotationsachse 51 unter Verwendung des Signals, das eine Rotation der Rotationsachse 51 anzeigt.
  • Der Mehrfachrotationszähler 13X überträgt die gezählte Anzahl von Rotationen an eine Vergleichsdiagnose-Einheit 15X der Arithmetikeinheit 10X als Mehrfachrotationsdaten (Mx). Der Mehrfachrotationszähler 13Y überträgt die gezählte Anzahl von Rotationen an eine Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y der Arithmetikeinheit 10Y als Mehrfachrotationsdaten (My).
  • Die Arithmetikeinheit 10X enthält die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X und die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X. Die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X empfängt das von der Lichtempfangseinheit 12 übertragene Signal. Das analoge Signal ist ein Signal (Winkelsignal), das einen Rotationswinkel (0° bis 360°) der Rotationsachse 51 anzeigt. Die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X berechnet den Rotationswinkel der Rotationsachse 51 auf Grundlage des analogen Signals.
  • Die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X akkumuliert die Rotationswinkel, und führt eine Hochzählung der Rotationen der Rotationsachse 51 durch, indem der Zählwert um eins erhöht wird, immer dann, wenn die Rotationsachse 51 eine Rotation durchführt. Die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X überträgt die gezählte Anzahl von Rotationen (eine Gesamtzahl) an die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X als akkumulierte Mehrfachrotationsdaten (Ax).
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, ob die Mehrfachrotationsdaten (Mx) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) sind, indem die Mehrfachrotationsdaten (Mx) mit den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) verglichen werden. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X hält ein Bestimmungsresultat (im Folgenden „Bestimmungsresultat MAx”), dahingehend, ob die Mehrfachrotationsdaten (Mx) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) sind.
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X empfängt ferner ein Bestimmungsresultat (ein Bestimmungsresultat MAy, das später erläutert wird), die Mehrfachrotationsdaten (My) und akkumulierte Mehrfachrotationsdaten (Ay) (die später beschrieben werden), die von der Arithmetikeinheit 10Y übertragen werden.
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X führt eine Fehlerdiagnose des Encoders 3A auf Grundlage der Mehrfachrotationsdaten (Mx), der Mehrfachrotationsdaten (My), dem Bestimmungsresultat MAx, den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax), den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) und dem Bestimmungsresultat MAy durch.
  • Wenn die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, dass der Encoder 3A keinen Fehlerbereich aufweist, überträgt die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X Daten, die den Rotationswinkel der Rotationsachse 51 an die Motorsteuervorrichtung 4 als Eine-Rotations-Daten (Ox) anzeigen. Wenn ferner die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, dass der Encoder 3A keinen Fehlerbereich aufweist, überträgt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X die Mehrfachrotationsdaten (Mx) an die Motorsteuervorrichtung 4. Alternativ kann die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X irgendeine von den Mehrfachrotationsdaten (My), den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) und den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) an die Motorsteuervorrichtung 4 übertragen, anstelle der Mehrfachrotationsdaten (Mx).
  • Die Arithmetikeinheit 10Y enthält die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y und die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y. Die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 15Y empfängt das von der Lichtempfangseinheit 12 übertragene analoge Signal. Die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y berechnet den Rotationswinkel (0° bis 360°) der Rotationsachse 51 auf Grundlage des analogen Signals.
  • Die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y akkumuliert die Rotationswinkel, und zählt die Rotationen der Rotationsachse 51 hoch, indem der Zählwert um eins erhöht wird, immer dann, wenn die Rotationsachse 51 eine Rotation durchführt. Mit anderen Worten zählt die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y die Rotationen der Rotationsachse 51 unter Verwendung der Eine-Rotations-Daten (Ox), die den Rotationswinkel der Rotationsachse 51 anzeigen. Die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y überträgt die gezählte Anzahl von Rotationen (eine Gesamtzahl) an die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y als die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay).
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y bestimmt, ob die Mehrfachrotationsdaten (My) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) sind, durch einen Vergleich der Mehrfachrotationsdaten (My) mit den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay). Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y überträgt das Bestimmungsresultat MAy, ob die Mehrfachrotationsdaten (Mx) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax), den Mehrfachrotationsdaten (My) und den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) sind, an die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X der Arithmetikeinheit 10X.
  • Der Stromversorgungs-Schaltkreis 16 ist mit der Batterie-Stromversorgung 21, der Steuerstromversorgung 22, einer Batterie 41 und einer Stromversorgungseinheit 42 verbunden. Die Batterie 41 und die Stromversorgungseinheit 42 sind in der Motorsteuervorrichtung 4 angeordnet.
  • Der Stromversorgungs-Schaltkreis 16 führt ein Schalten zwischen Schaltungen durch, so dass ein Strom von der Stromversorgungseinheit 42 an die Batterie-Stromversorgung 21, die Steuerstromversorgung 22 und die Batterie 41 geliefert wird, während die Motorsteuervorrichtung 4 angeschaltet ist. Andererseits führt der Stromversorgungs-Schaltkreis 16 ein Schalten zwischen Schaltungen durch, so dass die in der Batterie 41 gespeicherte Energie an die Batterie-Stromversorgung 21 geliefert wird, während die Motorsteuervorrichtung 4 ausgeschaltet ist. Mit anderen Worten ist die Steuerstromversorgung 22 eingeschaltet, während die Motorsteuervorrichtung 4 angeschaltet ist bzw. mit Energie versorgt wird, und die Batterie-Stromversorgung 21 ist eingeschaltet, während die Motorsteuervorrichtung 4 angeschaltet oder ausgeschaltet ist.
  • Mit dieser Konfiguration liefert die Stromversorgungseinheit 42 Strom bzw. eine elektrische Leistung an die Batterie-Stromversorgung 21, die Steuerstromversorgung 22 und die Batterie 41, während die Motorsteuervorrichtung 4 angeschaltet ist. Die Batterie 41 liefert ferner Strom bzw. elektrische Energie an die Batterie-Stromversorgung 21, während die Motorsteuervorrichtung 4 ausgeschaltet ist.
  • In dem Encoder 3A ist die Steuerstromversorgung 22 mit den Arithmetikeinheiten 10X und 10Y verbunden. In dem Encoder 3A ist darüber hinaus die Batterie-Stromversorgung 21 mit der Licht emittierenden Einheit 11, der Lichtempfangseinheit 12 und den Mehrfachrotationszählern 13X und 13Y verbunden.
  • Mit dieser Konfiguration erzeugten die Mehrfachrotationszähler 13X und 13Y die Mehrfachrotationsdaten (Mx) bzw. die Mehrfachrotationsdaten (My), und die Kumulativzahl-Berechnungseinheiten 14X und 14Y erzeugen die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) bzw. die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay), während die Motorsteuervorrichtung 4 angeschaltet ist.
  • Die Mehrfachrotationszähler 13X und 13Y erzeugen andererseits die Mehrfachrotationsdaten (Mx) bzw. die Mehrfachrotationsdaten (My), und die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X und 14Y erzeugen keine akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) bzw. akkumulierte Mehrfachrotationsdaten (Ay), während die Motorsteuervorrichtung 4 ausgeschaltet ist. Während der Fall der Verwendung der Batterie-Stromversorgung 21 erläutert wurde, kann die Steuerstromversorgung 22 anstelle der Batterie-Stromversorgung 21 verwendet werden.
  • Die Motorsteuervorrichtung 4 ist mit dem Encoder 3A und dem Motor 2 verbunden. Die Motorsteuervorrichtung 4 steuert den Motor 2 auf Grundlage der Eine-Rotations-Daten (Ox) und der von dem Encoder 3A übertragenen Mehrfachrotationsdaten (Mx).
  • Ein Fehlerdiagnoseprozess, der in dem Encoder 3A durchgeführt wird, wird im Folgenden erläutert. Da der Fehlerdiagnoseprozess, der durch die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X durchgeführt wird, gleich ist zu jenem, der durch die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y durchgeführt wird, wird hier der durch die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X durchgeführte Fehlerdiagnoseprozess erläutert.
  • (Fehlerdiagnosebeispiel 1)
  • 2 ist ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels einer Fehlerbestimmung. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X führt die Fehlerdiagnose des Encoders 3A auf Grundlage der Mehrfachrotationsdaten (Mx), der Mehrfachrotationsdaten (My), dem Bestimmungsresultat MAx, der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax), den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) und dem Bestimmungsresultat MAy durch.
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, ob die Mehrfachrotationsdaten (Mx) gleich den Mehrfachrotationsdaten (My) sind (eine Vergleichsdiagnose 1). Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestätigt darüber hinaus, ob das Bestimmungsresultat MAx anzeigt, das die Mehrfachrotationsdaten (Mx) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) sind (Mx = Ax), und ob das Bestimmungsresultat MAy anzeigt, das die Mehrfachrotationsdaten (My) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) sind (My = Ay) (eine Vergleichsdiagnose 2). Die Vergleichsdiagnose 1, die hier erwähnt ist, ist eine Vergleichsdiagnose der Mehrfachrotationsdaten, und die Vergleichsdiagnose 2 ist eine Vergleichsdiagnose der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten.
  • In einem Fall von (Mx = My), bestimmt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X, dass (Mx = My = Ax = Ay), und dass der Encoder 3A keine Anomalie bzw. Störung aufweist, wenn die Bestimmungsresultate MAx und MAy anzeigen, dass die Mehrfachrotationsdaten (Mx und My) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax bzw. Ay) sind.
  • In dem Fall von (Mx = My) bestimmt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X, dass (Mx = My = Ay) und dass die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) anomal sind, wenn das Bestimmungsresultat MAx anzeigt, dass die Mehrfachrotationsdaten (Mx) nicht gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) sind (Mx ≠ Ax) und das Bestimmungsresultat MAy anzeigt, dass die Mehrfachrotationsdaten (My) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) sind (My = Ay). Mit anderen Worten wird geschätzt, dass ein Abschnitt in Bezug auf die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) ein fehlerhafter Abschnitt ist.
  • In dem Fall von (Mx = My) bestimmt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X, dass (Mx = My = Ay), und dass die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) anomal sind, wenn das Bestimmungsresultat MAy anzeigt, dass die Mehrfachrotationsdaten (My) nicht gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) sind (My ≠ Ay) und das Bestimmungsresultat MAx anzeigt, dass die Mehrfachrotationsdaten (Mx) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) sind (Mx = Ax). Mit anderen Worten wird geschätzt, dass ein Abschnitt in Bezug auf die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) der fehlerhafte Abschnitt ist.
  • Im Fall von (Mx ≠ My), bestimmt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X, dass (Ax = My = Ay), und dass die Mehrfachrotationsdaten (Mx) anomal sind, wenn das Bestimmungsresultat MAx anzeigt, dass die Mehrfachrotationsdaten (Mx) nicht gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) sind (Mx ≠ Ax) und das Bestimmungsresultat MAy anzeigt, dass die Mehrfachrotationsdaten (My) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) sind (My = Ay). Mit anderen Worten wird geschätzt, dass ein Abschnitt in Bezug auf die Mehrfachrotationsdaten (Mx) der fehlerhafte Abschnitt ist.
  • Im Fall von (Mx ≠ My), bestimmt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X, dass (Mx = Ax = Ay), und dass die Mehrfachrotationsdaten (My) anomal sind, wenn das Bestimmungsresultat MAy anzeigt, dass die Mehrfachrotationsdaten (My) nicht gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) sind (My ≠ Ay), und das Bestimmungsresultat MAx anzeigt, dass die Mehrfachrotationsdaten (Mx) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) sind (Mx = Ax). Mit anderen Worten wird geschätzt, dass ein Abschnitt in Bezug auf die Mehrfachrotationsdaten (My) der fehlerhafte Abschnitt ist.
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, dass ein Fehler für einen Abschnitt von der Lichtempfangseinheit 12 zu der Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X auftritt, wenn der Abschnitt in Bezug auf die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) als der fehlerhafte Abschnitt geschätzt wird. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt zum Beispiel, dass ein Fehler für die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14X selbst auftritt als der Abschnitt in Bezug auf die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax).
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, dass ein Fehler für einen Abschnitt von der Lichtempfangseinheit 12 zu der Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y auftritt, wenn der Abschnitt in Bezug auf die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) als der fehlerhafte Abschnitt geschätzt wird. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt zum Beispiel, dass ein Fehler für die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y selbst auftritt, als der Abschnitt in Bezug auf die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay).
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, dass ein Fehler für einen Abschnitt von der Lichtempfangseinheit 12 zu dem Mehrfachrotationszähler 13X auftritt, wenn der Abschnitt in Bezug auf die Mehrfachrotationsdaten (Mx) als der fehlerhafte Abschnitt geschätzt wird. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt zum Beispiel, dass ein Fehler für den Mehrfachrotationszähler 13X selbst auftritt als der Abschnitt in Bezug auf die Mehrfachrotationsdaten (Mx).
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, dass ein Fehler für einen Abschnitt von der Lichtempfangseinheit 12 zu dem Mehrfachrotationszähler 13Y auftritt, wenn der Abschnitt in Bezug auf die Mehrfachrotationsdaten (My) als der fehlerhafte Abschnitt geschätzt wird. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt zum Beispiel, dass ein Fehler für den Mehrfachrotationszähler 13Y selbst auftritt als der Abschnitt in Bezug auf die Mehrfachrotationsdaten (My).
  • Wenn die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, dass der Encoder 3A eine Anomalie bzw. eine Störung aufweist, setzt die Arithmetikeinheit 10X die Übertagung der Rotationsdaten (Ox) und der Mehrfachrotationsdaten (Mx) an die Motorsteuervorrichtung 4 fort. Das Servosystem 1A arbeitet somit weiter.
  • Wenn andererseits die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X bestimmt, dass der Encoder 3A eine Anomalie bzw. eine Störung aufweist, stoppt die Arithmetikeinheit 10X die Übertragung der Rotationsdaten (Ox) und der Mehrfachrotationsdaten (Mx) an die Motorsteuervorrichtung 4. Das Servosystem 1A stoppt somit den Betrieb. Mit anderen Worten stoppt der Encoder 3A den Betrieb, wenn bestimmt wird, dass der Encoder 3A eine Anomalie bzw. eine Störung aufweist.
  • (Fehlerdiagnosebeispiel 2)
  • Ein Fehlerdiagnoseverfahren, nach dem die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X die Fehlerdiagnose durchführt, ist nicht auf das oben erläuterte Fehlerdiagnoseverfahren beschränkt, und die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X kann die Fehlerdiagnose gemäß einem beliebigen Verfahren durchführen. Die Bestimmungen durch die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y kann zum Beispiel weg gelassen werden, und die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X kann die Fehlerdiagnose unter Verwendung der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax), der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay), der Mehrfachrotationsdaten (Mx) und der Mehrfachrotationsdaten (My) durchführen.
  • (Fehlerdiagnosebeispiel 3-1)
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X kann die Fehlerdiagnose unter Verwendung von drei Elementen von Daten der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax), der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay), der Mehrfachrotationsdaten (Mx) und der Mehrfachrotationsdaten (My) durchführen. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X kann zum Beispiel die Fehlerdiagnose unter Verwendung der drei Elemente von Daten einschließlich der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax), der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) und einem von den Mehrfachrotationsdaten (Mx) und den Mehrfachrotationsdaten (My) durchführen.
  • (Fehlerdiagnosebeispiel 3-2)
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X kann die Fehlerdiagnose unter Verwendung der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) und dem Bestimmungsresultat (MAy) der Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y durchführen. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X kann alternativ die Fehlerdiagnose unter Verwendung der Mehrfachrotationsdaten (Mx) und dem Bestimmungsresultat (MAy) der Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y durchführen.
  • (Fehlerdiagnosebeispiel 4)
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y kann eine Fehlerdiagnose durch einen vergleichbaren Prozess zu dem Prozess durchführen, der durch die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X durchgeführt wird. In diesem Fall überträgt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X das Bestimmungsresultat MAx in Bezug darauf, ob die Mehrfachrotationsdaten (Mx) gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax), den Mehrfachrotationsdaten (Mx) und den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) sind, an die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y der Arithmetikeinheit 10Y.
  • Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y führt dann die Fehlerdiagnose durch den vergleichbaren Prozess zu dem Prozess durch, der durch die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X durchgeführt wird. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y überträgt dann ein Vergleichsdiagnoseresultat an die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X. Die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X vergleicht damit ein Vergleichsdiagnoseresultat der Vergleichsdiagnose-Einheit 15X mit jenem der Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y.
  • Wenn in diesem Fall das Vergleichsdiagnoseresultat der Vergleichsdiagnose-Einheit 15X sich von jeden der Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y unterscheidet, bestimmt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X, dass eine der Vergleichsdiagnose-Einheiten 15X und 15Y einen Fehler aufweist.
  • Wenn zum Beispiel das Vergleichsdiagnoseresultat der Vergleichsdiagnose-Einheit 15X anzeigt, dass der Encoder 3A eine Anomalie bzw. Störung aufweist, bestimmt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X, dass die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X einen Fehler aufweist. Wenn das Vergleichsdiagnoseresultat der Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y anzeigt, dass der Encoder 3A eine Anomalie bzw. Störung aufweist, bestimmt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X, dass die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y einen Fehler aufweist.
  • Wenn beide der Vergleichsdiagnose-Einheiten 15X und 15Y bestimmen, dass der Encoder 3A eine Anomalie bzw. Störung aufweist, setzt die Arithmetikeinheit 10X die Übertragung der Rotationsdaten (Ox) und der Mehrfachrotationsdaten (Mx) an die Motorsteuervorrichtung 4 fort. Das Servosystem 1A setzt somit den Betrieb fort.
  • Wenn andererseits zumindest eine der Vergleichsdiagnose-Einheiten 15X und 15Y bestimmt, dass der Encoder 3A eine Anomalie bzw. Störung aufweist, stoppt die Arithmetikeinheit 10X die Übertragung der Rotationsdaten (Ox) und der Mehrfachrotationsdaten (Mx) an die Motorsteuervorrichtung 4. Das Servosystem 1A stoppt somit den Betrieb.
  • (Fehlerdiagnosebeispiel 5)
  • Ein Vergleichsprozess durch die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y für einen Vergleich der Mehrfachrotationsdaten (My) mit den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) kann durch beide der Vergleichsdiagnose-Einheiten 15X und 15Y durchgeführt werden. In diesem Fall vergleicht die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X das Bestimmungsresultat MAy der Vergleichsdiagnose-Einheit 15X mit dem Bestimmungsresultat MAy der Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y. Wenn in diesem Fall das Bestimmungsresultat MAy der Vergleichsdiagnose-Einheit 15X sich von jenem der Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y unterscheidet, bestimmt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X, dass eine der Vergleichsdiagnose-Einheiten 15X und 15Y einen Fehler aufweist.
  • In diesem Fall stoppt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15x die Übertragung der Rotationsdaten (Ox) und der Mehrfachrotationsdaten (Mx) an die Motorsteuervorrichtung 4. Das Servosystem 1A stoppt somit den Betrieb.
  • (Fehlerdiagnosebeispiel 6)
  • Der Encoder 3A kann die Fehlerdiagnose des Encoders 3A durchführen, indem zumindest zwei von dem oben beschriebenen (Fehlerdiagnosebeispiel 1) zu dem (Fehlerdiagnosebeispiel 5) kombiniert wird. Wenn in diesem Fall bestimmt wird, dass der Encoder 3A eine Anomalie bzw. Störung in zumindest einem von dem (Fehlerdiagnosebeispiel 1) zu dem (Fehlerdiagnosebeispiel 5) aufweist, stoppt der Encoder 3A den Betrieb.
  • (Weglassen der Identifizierung eines fehlerhaften Abschnitts)
  • Wenn zumindest eines der Bestimmungsresultate MAx und MAy anzeigt, dass die Mehrfachrotationsdaten (Mx oder My) nicht gleich den akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax oder Ay) sind, kann die Vergleichsdiagnose-Einheit 15x einen Prozess zum Identifizieren des fehlerhaften Abschnitts weglassen und bewirken, dass der Encoder 3A den Betrieb stoppt. In diesem Fall wird ein Bestimmungsprozess zum Bestimmen, ob die Mehrfachrotationsdaten (Mx) gleich den Mehrfachrotationsdaten (My) und dergleichen sind, weggelassen. In dem Fall von (Mx ≠ My), kann die Vergleichsdiagnose-Einheit 15x ferner den Prozess zum Identifizieren des fehlerhaften Bereichs weglassen und bewirken, dass der Encoder 3A den Betrieb stoppt.
  • (Fortsetzung des Betriebs unter Verwendung normaler Abschnitte)
  • Die Arithmetikeinheit 10X kann bewirken, dass das Servosystem 1A den Betrieb unter Verwendung der Daten fortsetzt, die durch Abschnitte erfasst wurden, von denen bestimmt wurde, dass diese keine Anomalie bzw. Störung aufweisen, selbst dann, wenn zumindest eine der Vergleichsdiagnose-Einheiten 15X und 15Y bestimmt, dass der Encoder 3A eine Anomalie bzw. Störung aufweist.
  • Wenn zum Beispiel der durch die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X geschätzte fehlerhafte Abschnitt gleich zu jenem ist, der durch die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y geschätzt wurde, bewirkt die Arithmetikeinheit 10X, dass das Servosystem 1A den Betrieb fortsetzt, unter Verwendung der Daten, die durch die Abschnitte außer dem geschätzten fehlerhaften Abschnitt erzeugt wurden. In diesem Fall kann die Datenerzeugung durch den geschätzten fehlerhaften Abschnitt gestoppt werden.
  • Wenn zum Beispiel die Vergleichsdiagnose-Einheiten 15X und 15Y schätzen, dass der Abschnitt in Bezug auf die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) der fehlerhafte Abschnitt ist, überträgt die Arithmetikeinheit 10X die Eine-Rotations-Daten (Ox), erzeugt durch die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y, an die Motorsteuervorrichtung 4. Zu diesem Zeitpunkt überträgt die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X eine von den Mehrfachrotationsdaten (Mx), erzeugt durch den Mehrfachrotationszähler 13X, die Mehrfachrotationsdaten (My), erzeugt durch den Mehrfachrotationszähler 13Y, und die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay), erzeugt durch die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y, an die Motorsteuervorrichtung 4.
  • Auf diese Art und Weise führt der Encoder 3A gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Vergleich zur Bestimmung durch, ob die Mehrfachrotationsdaten (Mx), die Mehrfachrotationsdaten (My), die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) und die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay) den gleichen Wert aufweisen. Der Encoder 3A führt somit einen Vergleich zur Bestimmung durch, ob zumindest vier Werte, einschließlich zumindest zwei Werte in Bezug auf die Anzahl von Rotationen und berechnet unter Verwendung des Signals, das eine Rotation der Rotationsachse 51 anzeigt, und zumindest zwei Werten in Bezug auf die Anzahl von Rotationen und erzeugt unter Verwendung des Signals, das den Rotationswinkel der Rotationsachse 51 anzeigt, den gleichen Wert aufweisen. Der Encoder 3A führt auf Grundlage eines Vergleichsresultats eine Diagnose durch, ob der Encoder 3A einen Fehler aufweist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wurde ein Fall erläutert, wenn das Servosystem 1A zwei Arithmetikeinheiten und zwei Mehrfachrotationszähler enthält. Es reicht jedoch aus, dass die Anzahl von zumindest entweder der Arithmetikeinheiten oder der Mehrfachrotationszähler drei oder mehr ist.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform ist es auf diese Art und Weise möglich, eine hochgradig zuverlässige Fehlererfassung durchzuführen, da die Fehlerdiagnose des Encoders 3A unter Verwendung der vier Elemente von Daten durchgeführt wird, d. h., der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax), der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay), der Mehrfachrotationsdaten (Mx) und der Mehrfachrotationsdaten (My).
  • Es ist ebenfalls möglich, den fehlerhaften Abschnitt zu diagnostizieren (zu schätzen), da die Fehlerdiagnose des Encoders 3A unter Verwendung der vier Elemente von Daten durchgeführt wird, d. h., der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax), der akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ay), der Mehrfachrotationsdaten (Mx) und der Mehrfachrotationsdaten (My).
  • Es ist ferner möglich, eine hochgradig zuverlässige Fehlererfassung durchzuführen, da eine Vielzahl von Elementen von Mehrfachrotationsdaten sichergestellt werden können, selbst zu einem Zeitpunkt, wenn die Motorsteuervorrichtung 4 ausgeschaltet ist (zu einem Zeitpunkt eines Batterie-Backups). Es ist ebenfalls möglich, die Zuverlässigkeit sicherzustellen, selbst dann, wenn eine Vergleichsdiagnose-Einheit selbst anomal bzw. gestört ist, da der Encoder 3A eine Vielzahl von Elementen von Vergleichsdiagnose-Einheiten (Arithmetikeinheiten) enthält.
  • Der Encoder 3A kann ferner in der Konfiguration einfach gestaltet sein, da die Mehrfachrotationszähler 13X und 13Y die Rechteck-Wellensignale von der gemeinsamen Lichtempfangseinheit 12 empfangen. Die Verwendung des gemeinsamen Erfassungssystems (optisches System) kann, mit anderen Worten, eine Systemkonfiguration vereinfachen.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 3 erläutert. In der zweiten Ausführungsform wird ein Pulssignal, erfasst unter Verwendung eines magnetischen Sensors, an die Mehrfachrotationszähler übertragen. Die Mehrfachrotationszähler erzeugen Mehrfachrotationsdaten auf Grundlage des Pulssignals.
  • 3 zeigt eine Konfiguration eines Servosystems mit einem Encoder gemäß der zweiten Ausführungsform. Unter den in 3 gezeigten ausbildenden Elementen sind jene, die gleiche Funktionen wie das Servosystem 1A gemäß der ersten Ausführungsform, gezeigt in 1, erzielen, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und eine diesbezügliche redundante Erläuterung wird vermieden.
  • Ein Servosystem 1B enthält einen Servomotor (den Motor 2 und einen Encoder 3B) und die Motorsteuervorrichtung 4. Der Encoder 3B enthält Mehrfachrotationszähler 33X und 33Y, anstelle der Mehrfachrotationszähler 13X und 13Y, verglichen mit dem Encoder 3A. Der Encoder 3B enthält auch eine Impulsscheibe 30 anstelle der Impulsscheibe 50 und einen magnetischen Sensor 32, verglichen mit dem Encoder 3A.
  • In dem Encoder 3B ist der Mehrfachrotationszähler 33X mit der Vergleichsdiagnose-Einheit 15X verbunden, und der Mehrfachrotationszähler 33Y ist mit der Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y verbunden. In dem Encoder 3B ist die Lichtempfangseinheit 12 ferner mit den Kumulativzahl-Berechnungseinheiten 14X und 14Y verbunden. Die Lichtempfangseinheit 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform überträgt das analoge Signal an die Kumulativzahl-Berechnungseinheiten 14X und 14Y.
  • Die Impulsscheibe 30 enthält einen Magneten 31 in der Nähe eines zentralen Abschnitts eines Scheibenelements. Der magnetische Sensor 32 ist an der anderen Hauptoberfläche der Impulsschreibe 30 angeordnet, und dient als die Rotationserfassungseinheit, die die Rotationsposition der Rotationsachse 51 magnetisch erfasst. Der magnetische Sensor 32 erfasst eine magnetische Kraft des Magneten 31.
  • Wenn die Rotationsachse 51 rotiert, rotiert die Impulsschreibe 30 und daher rotiert der Magnet 31. Der magnetische Sensor 32 erfasst die magnetische Kraft, die sich durch die Rotation des Magneten 31 verändert, und wandelt ein Erfassungsresultat in ein Pulssignal um. Der magnetische Sensor 32 überträgt das Pulssignal an die Mehrfachrotationszähler 33X und 33Y.
  • Jeder der Mehrfachrotationszähler 33X und 33Y zählt die Rotationen der Rotationsachse auf Grundlage des Pulssignals. Das hier erwähnte Pulssignal ist das Signal (Rotationssignal), welches eine Rotation der Rotationsachse 51 anzeigt. Jeder der Mehrfachrotationszähler 33X und 33Y zählt daher die Rotationen der Rotationsachse 51 unter Verwendung des Signals, das eine Rotation der Rotationsachse 51 anzeigt.
  • Der Mehrfachrotationszähler 33X überträgt die gezählte Anzahl von Rotationen an die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X der Arithmetikeinheit 10X als die Mehrfachrotationsdaten (Mx). Der Mehrfachrotationszähler 33Y überträgt die gezählte Anzahl von Rotationen an die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y der Arithmetikeinheit 10Y als die Mehrfachrotationsdaten (My). Da der Encoder 3B eine Fehlerdiagnose durchführt, einen fehlerhaften Abschnitt identifiziert, den Betrieb unter Verwendung normaler Abschnitte fortsetzt, und andere Verfahrensschritte durch Verfahrensprozesse durchführt, die vergleichbar zu jenen sind, die durch den Encoder 3A durchgeführt werden, wird eine Erläuterung der Fehlerdiagnose und dergleichen nicht wiederholt.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform ist es auf diese Art und Weise möglich, eine hochgenaue zuverlässige Fehlererfassung durchzuführen, und die Fehlerdiagnose vergleichbar zur ersten Ausführungsform durchzuführen. Da ferner die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) und (Ay) durch eine optische Rotationserfassung erzeugt werden, und die Mehrfachrotationsdaten (Mx) und (My) durch eine magnetische Rotationserfassung erzeugt werden, ist es möglich, die Rotationsposition der Rotationsachse 51 unter Verwendung nicht gemeinsamer Erfassungssysteme zu erfassen. Es ist somit möglich, eine noch höher gradig zuverlässige Fehlererfassung durchzuführen.
  • Dritte Ausführungsform
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 4 erläutert. In der dritten Ausführungsform wird das Pulssignal, das unter Verwendung des magnetischen Sensors erfasst wird, an einen der Mehrfachrotationszähler übertragen. Das unter Verwendung der Lichtempfangseinheit 12 erfasste analoge Signal wird an den anderen Mehrfachrotationszähler übertragen. Mit dieser Konfiguration erzeugt ein Mehrfachrotationszähler die Mehrfachrotationsdaten auf Grundlage des Pulssignals, und der andere Mehrfachrotationszähler erzeugt die Mehrfachrotationsdaten auf Grundlage des analogen Signals.
  • 4 zeigt eine Konfiguration eines Servosystems mit einem Encoder gemäß der dritten Ausführungsform. Unter den in 4 gezeigten ausbildenden Elementen werden jene, die gleiche Funktionen wie das Servosystem 1A gemäß der ersten Ausführungsform, gezeigt in 1, und des Servosystems 1B gemäß der zweiten Ausführungsform, gezeigt in 3, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und eine redundante Erläuterung wird vermieden.
  • Das Servosystem 1C enthält einen Servomotor (den Motor 2 und einen Encoder 3C) und die Motorsteuervorrichtung 4. Der Encoder 3C enthält den Mehrfachrotationszähler 13X, anstelle des Mehrfachrotationszählers 33X, verglichen mit dem Encoder 3B.
  • Der Mehrfachrotationszähler 13X ist mit der Lichtempfangseinheit 12 verbunden, und der Mehrfachrotationszähler 13Y ist mit dem magnetischen Sensor 33 verbunden. In dem Encoder 3C ist ferner der Mehrfachrotationszähler 13X mit der Vergleichsdiagnose-Einheit 15X verbunden, und der Mehrfachrotationszähler 33Y ist mit der Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y verbunden.
  • Der magnetische Sensor 32 gemäß der vorliegenden Ausführungsform überträgt das Pulssignal an den Mehrfachrotationszähler 33Y. Der Mehrfachrotationszähler 33Y zählt die Rotationen der Rotationsachse auf Grundlage des Pulssignals. Der Mehrfachrotationszähler 33Y überträgt die gezählte Anzahl von Rotationen an die Kumulativzahl-Berechnungseinheit 14Y der Arithmetikeinheit 10Y als die Mehrfachrotationsdaten (My).
  • Der Mehrfachrotationszähler 13X überträgt die gezählte Anzahl von Rotationen an die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y der Arithmetikeinheit 10Y als die Mehrfachrotationsdaten (My). Da der Encoder 3C eine Fehlerdiagnose durchführt, einen fehlerhaften Abschnitt identifiziert, den Betrieb unter Verwendung normaler Abschnitte fortsetzt, und andere Verfahrensschritte durch Verfahrensschritte durchführt, die vergleichbar zu jenen sind, die durch den Encoder 3A durchgeführt werden, wird eine Erläuterung der Fehlerdiagnose und dergleichen vermieden.
  • In dem Encoder 3C können die Mehrfachrotationszähler 13Y und 33X anstelle der Mehrfachrotationszähler 13X und 33Y verwendet werden. Der Mehrfachrotationszähler 33X ist in diesem Fall mit der Lichtempfangseinheit 12 verbunden, und die Vergleichsdiagnose-Einheit 15X ist mit dem Mehrfachrotationszähler 33X verbunden. Der Mehrfachrotationszähler 13Y ist ferner mit dem magnetischen Sensor 32 verbunden, und die Vergleichsdiagnose-Einheit 15Y ist mit dem Mehrfachrotationszähler 13Y verbunden.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform ist es auf diese Art und Weise möglich, eine hochgradig zuverlässige Fehlererfassung durchzuführen, und die Fehlerdiagnose vergleichbar zu der ersten Ausführungsform durchzuführen. Da ferner die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten (Ax) und (Ay) und die Mehrfachrotationsdaten (Mx) durch die optische Rotationserfassung erzeugt werden, und die Mehrfachrotationsdaten (My) durch die magnetische Rotationserfassung erzeugt werden, ist es möglich, eine hochgradig zuverlässige Fehlererfassung mit der einfachen Konfiguration durchzuführen.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Der Servomotor und der Encoder gemäß der vorliegenden Erfindung sind, wie oben erläutert, für eine Erfassung eines Fehlers in einem Encoder geeignet.
  • Liste der Bezugszeichen
    • 1A bis 1C Servosystem, 2 Motor, 3A bis 3C Encoder, 4 Motorsteuervorrichtung, 10X, 10Y Arithmetikeinheit, 12 Lichtempfangseinheit, 13X, 13Y, 33X, 33Y Mehrfachrotationszähler, 14X, 14Y Kumulativzahl-Berechnungseinheit, 15X, 15Y Vergleichsdiagnose-Einheit, 16 Stromversorgungs-Schaltkreis, 21 Batterie-Stromversorgung, 22 Steuerstromversorgung, 30, 50 Impulsscheibe, 32 magnetischer Sensor, 41 Batterie, 42 Stromversorgungseinheit, 51 Rotationsachse.

Claims (12)

  1. Servomotor, umfassend: einen Motor mit einer Rotationsachse; und einen Encoder, der Mehrfachrotationsdaten erzeugt, die erhalten werden durch Zählen von Rotationen der Rotationsachse unter Verwendung von Rotationssignalen, die eine Rotation der Rotationsachse anzeigen, sowie Eine-Rotation-Daten, die berechnet werden unter Verwendung eines Winkelsignals, das einen Rotationswinkel der Rotationsachse anzeigt und einen Rotationswinkel in einer Rotation anzeigt, und akkumulierte Mehrfachrotationsdaten, die erhalten werden durch Akkumulieren der Rotationswinkel unter Verwendung des Winkelsignals und durch Zählen der Rotationen der Rotationsachse, immer dann, wenn die Rotationsachse eine Rotation ausführt, und der entweder die Mehrfachrotationsdaten oder die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die Eine-Rotations-Daten an eine Motorsteuervorrichtung überträgt, wobei der Encoder enthält eine Rotationserfassungseinheit, die eine Rotationsposition der Rotationsachse erfasst, einen ersten Mehrfachrotationszähler, der erste Mehrfachrotationsdaten erzeugt, unter Verwendung der auf Grundlage der Rotationsposition erzeugten Rotationssignale, einen zweiten Mehrfachrotationszähler, der zweite Mehrfachrotationsdaten erzeugt, unter Verwendung der auf Grundlage der Rotationsposition erzeugten Rotationssignale, eine erste Kumulativzahl-Berechnungseinheit, die erste akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung des auf Grundlage der Rotationsposition erzeugten Winkelsignals, eine zweite Kumulativzahl-Berechnungseinheit, die zweite akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung des auf Grundlage der Rotationsposition erzeugten Winkelsignals, und eine erste Vergleichsdiagnose-Einheit, die einen Vergleich durchführt, zum Bestimmen, ob zumindest vier Werte, einschließlich zumindest zwei Werte in Bezug auf eine Anzahl von Rotationen und erzeugt unter Verwendung von Rotationssignalen und zumindest zwei Werte bezüglich der Anzahl von Rotationen und Berechnen unter Verwendung des Winkelsignals, ein gleicher Wert sind, indem ein Vergleich durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob die ersten Mehrfachrotationsdaten, die zweiten Mehrfachrotationsdaten, die ersten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten einen gleichen Wert aufweisen, und wobei eine Diagnose durchgeführt wird, ob der Encoder einen Fehler aufweist, auf Grundlage eines Vergleichsresultats.
  2. Servomotor nach Anspruch 1, wobei die erste Vergleichsdiagnose-Einheit einen fehlerhaften Bereich in dem Encoder schätzt, auf Grundlage dessen, welche der ersten Mehrfachrotationsdaten, der zweiten Mehrfachrotationsdaten, der ersten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und der zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten einen unterschiedlichen Wert von den anderen Daten aufweist.
  3. Servomotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rotationserfassungseinheit in dem Encoder angeordnet ist, und als eine erste Erfassungseinheit dient, die die Rotationsposition der Rotationsachse optisch erfasst, und die Rotationssignale und das Winkelsignal auf Grundlage der durch die erste Rotationserfassungseinheit erfassten Rotationsposition erzeugt wird.
  4. Servomotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rotationserfassungseinheit enthält eine erste Erfassungseinheit, die die Rotationsposition der Rotationsachse optisch erfasst, und eine zweite Erfassungseinheit, die die Rotationsposition der Rotationsachse magnetisch erfasst, wobei das Winkelsignal auf Grundlage der durch die erste Rotationserfassungseinheit erfasste Rotationsposition erzeugt wird, und die Rotationssignale auf Grundlage der durch die zweite Rotationserfassungseinheit erfasst Rotationsposition erzeugt werden.
  5. Servomotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rotationserfassungseinheit enthält, eine erste Erfassungseinheit, die die Rotationsposition der Rotationsachse optisch erfasst, und eine zweite Erfassungseinheit, die die Rotationsposition der Rotationsachse magnetisch erfasst, wobei das Winkelsignal auf Grundlage der durch die erste Rotationserfassungseinheit erfasste Rotationsposition erzeugt wird, und eines der Rotationssignale auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt, die durch die erste Rotationserfassungseinheit erfasst wird, und das andere Rotationssignal auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt wird, die durch die zweite Rotationserfassungseinheit erfasst wird.
  6. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Encoder ferner eine zweite Vergleichsdiagnose-Einheit enthält, die eine Diagnose durchführt, ob der Encoder einen Fehler aufweist, indem ein Vergleich durchgeführt wird, zum Bestimmen, ob die ersten Mehrfachrotationsdaten, die zweiten Mehrfachrotationsdaten, die ersten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten einen gleichen Wert aufweisen, und die erste oder zweite Vergleichsdiagnose-Einheit eine Diagnose durchführt, ob die erste und zweite Vergleichsdiagnose-Einheit einen Fehler aufweist, indem ein Diagnoseresultat einer Fehlerdiagnose verglichen wird, die durch die erste Vergleichsdiagnose-Einheit durchgeführt wird, mit einem Diagnoseresultat einer Fehlerdiagnose, die durch die zweite Vergleichsdiagnose-Einheit durchgeführt wird.
  7. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Encoder ferner eine zweite Diagnose-Einheit enthält, die die zweiten Mehrfachrotationsdaten mit den zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten vergleicht, um zu bestimmen, ob die zweiten Mehrfachrotationsdaten und die zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten einen gleichen Wert aufweisen, die zweite Vergleichsdiagnose-Einheit ein Vergleichsresultat an die erste Vergleichsdiagnose-Einheit überträgt, und die erste Vergleichsdiagnose-Einheit eine Diagnose durchführt, ob der Encoder einen Fehler aufweist, unter Verwendung des Vergleichsresultats.
  8. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Encoder ferner enthält eine Steuerstromversorgung, die eine Stromversorgung durchführt, während die Motorsteuervorrichtung eingeschaltet ist, und eine Batterie-Stromversorgung, die eine Stromversorgung durchführt, während die Motorsteuervorrichtung eingeschaltet oder ausgeschaltet ist, wobei die erste Kumulativzahl-Berechnungseinheit, die zweite Kumulativzahl-Berechnungseinheit und die erste Vergleichsdiagnose-Einheit mit der Steuerstromversorgung verbunden sind, und die Rotationserfassungseinheit und der erste und zweite Mehrfachrotationszähler mit der Batterie-Stromversorgung verbunden sind.
  9. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Encoder einen Betrieb stoppt, wenn die erste Vergleichsdiagnose-Einheit bestimmt, dass der Encoder einen Fehler aufweist.
  10. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Encoder einen Betrieb fortsetzt, durch Übertragen von normalen Daten unter den ersten Mehrfachrotationsdaten, den zweiten Mehrfachrotationsdaten, den ersten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und den zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten, an die Motorsteuervorrichtung, wenn die erste Vergleichsdiagnose-Einheit bestimmt, dass der Encoder einen Fehler aufweist.
  11. Servomotor, umfassend: einen Motor mit einer Rotationsachse; und einen Encoder, der Mehrfachrotationsdaten erzeugt, die erhalten werden durch Zählen von Rotationen der Rotationsachse unter Verwendung eines Rotationssignals, das eine Rotation der Rotationsachse anzeigt, und ferner Eine-Rotations-Daten, die berechnet werden unter Verwendung eines Winkelsignals, das einen Rotationswinkel der Rotationsachse anzeigt und einen Rotationswinkel in einer Rotation anzeigt, und von akkumulierten Mehrfachrotationsdaten, die erhalten werden durch Akkumulieren der Rotationswinkel unter Verwendung des Winkelsignals und durch Zählen der Rotationen der Rotationsachse, immer dann, wenn die Rotationsachse eine Rotation durchführt, und der entweder die Mehrfachrotationsdaten oder die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die Eine-Rotations-Daten an eine Motorsteuervorrichtung überträgt, wobei der Encoder enthält eine Rotationserfassungseinheit, die eine Rotationsposition der Rotationsachse erfasst, einen Mehrfachrotationszähler, der die Mehrfachrotationsdaten unter Verwendung des Rotationssignals erzeugt, das auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt wird, eine erste Kumulativzahl-Berechnungseinheit, die erste akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung des auf Grundlage der Rotationsposition erzeugten Winkelsignals, eine zweite Kumulativzahl-Berechnungseinheit, die zweite akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung des Winkelsignals, das auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt wird, und eine Vergleichsdiagnose-Einheit, die einen Vergleich durchführt, um zu bestimmen, ob zumindest drei Werte, einschließlich zumindest ein Wert in Bezug auf eine Anzahl von Rotationen und erzeugt unter Verwendung des Rotationssignals und zumindest zwei Werte in Bezug auf eine Anzahl von Rotationen und berechnet unter Verwendung des Winkelsignals, einen gleichen Wert aufweisen, indem ein Vergleich durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob die ersten Mehrfachrotationsdaten, die zweiten Mehrfachrotationsdaten, die ersten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten einen gleichen Wert aufweisen, und die eine Diagnose durchführt, ob der Encoder einen Fehler aufweist, auf Grundlage eines Vergleichsresultats.
  12. Encoder, der Mehrfachrotationsdaten erzeugt, die erhalten werden durch Zählen von Rotationen eines Rotationswinkels eines Motors, der die Rotationsachse enthält, unter Verwendung eines Rotationssignals, der eine Rotation der Rotationsachse anzeigt, sowie von Eine-Rotations-Daten, die berechnet werden unter Verwendung eines Winkelsignals, das einen Rotationswinkel der Rotationsachse an zeigt und einen Rotationswinkel in einer Rotation anzeigt, und von akkumulierten Mehrfachrotationsdaten, die erhalten werden durch Akkumulieren der Rotationswinkel unter Verwendung des Winkelsignals und durch Zählen der Rotationen der Rotationsachse, immer dann, wenn die Rotationsachse eine Rotation durchführt, und der entweder die Mehrfachrotationsdaten oder die akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die Eine-Rotations-Daten an eine Motorsteuervorrichtung überträgt, wobei der Encoder umfasst: eine Rotationserfassungseinheit, die eine Rotationsposition der Rotationsachse erfasst; einen ersten Mehrfachrotationszähler, der erste Mehrfachrotationsdaten erzeugt, unter Verwendung des Rotationssignals, das auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt wird; einen zweiten Mehrfachrotationszähler, der zweite Mehrfachrotationsdaten erzeugt, unter Verwendung des Rotationssignals, das auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt wird; eine erste Kumulativzahl-Berechnungseinheit, die erste akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung des Winkelsignals, das auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt wird; eine zweite Kumulativzahl-Berechnungseinheit, die zweite akkumulierte Mehrfachrotationsdaten berechnet, unter Verwendung des Winkelsignals, das auf Grundlage der Rotationsposition erzeugt wird; und eine erste Vergleichsdiagnose-Einheit, die einen Vergleich durchführt, um zu bestimmen, ob zumindest vier Werte, einschließlich zumindest zweier Werte in Bezug auf eine Anzahl von Rotationen und erzeugt unter Verwendung des Rotationssignals und zumindest zwei Werte in Bezug auf eine Anzahl von Rotationen und berechnet unter Verwendung des Winkelsignals, einen gleichen Wert aufweisen, indem ein Vergleich durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob die ersten Mehrfachrotationsdaten, die zweiten Mehrfachrotationsdaten, die ersten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten und die zweiten akkumulierten Mehrfachrotationsdaten einen gleichen Wert aufweisen, und die eine Diagnose durchführt, ob der Encoder einen Fehler aufweist, auf Grundlage eines Vergleichsresultats.
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