JP2000329583A - アブソリュートエンコーダ - Google Patents

アブソリュートエンコーダ

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JP2000329583A
JP2000329583A JP11141853A JP14185399A JP2000329583A JP 2000329583 A JP2000329583 A JP 2000329583A JP 11141853 A JP11141853 A JP 11141853A JP 14185399 A JP14185399 A JP 14185399A JP 2000329583 A JP2000329583 A JP 2000329583A
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JP
Japan
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battery
voltage
encoder
circuit
load
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Pending
Application number
JP11141853A
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English (en)
Inventor
Keiichi Fujikawa
恵市 冨士川
Toyohiko Kitano
豊彦 北野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部からの指令に従って外部電池に疑似的に
負荷電流を流しその電圧を検知し、無負荷時の電圧とを
比較することによって外部電池の寿命・残容量を推定
し、外部に電池交換を促す警告アラームを出力するエン
コーダを提供することを目的とする。 【解決手段】 1回転検出部101、多回転検出部10
2、多回転カウント回路103、ステータス検出部10
4、パラレル−シリアル変換回路105、コマンド処理
回路106、電源切換スイッチ107、主電源電圧監視
回路108、主電源111、外部電池112を基本構成
とし、外部電池に一定時間負荷電流を流す電池負荷回路
109、外部電池が無負荷の状態と電流が流れている負
荷状態との電圧を比較し、その電圧差が大きければ警告
アラ−ム信号を発生する電池電圧監視回路110を設け
る。これにより、外部電池の寿命・残容量が推定でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回転体の回転位置を
検出するためのエンコーダに関するものであり、特にA
Cサーボモータに組み込まれて使われるアブソリュート
エンコーダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種機械の駆動用に使われるサーボモー
タにはブラシ付きのDCサーボモータとブラシのないA
Cサーボモータ(DCブラシレスサーボモータ)があ
り、近年モータ保守の容易さからACサーボモータの需
要が増している。サーボ系の位置検出器にもさまざまな
種類があるが、近年サーボモータに組み込まれて使用さ
れるエンコーダが普及している。
【0003】ACサーボモータに組み込まれるエンコー
ダはインクリメンタルエンコーダとアブソリュートエン
コーダに大別される。インクリメンタルエンコーダは、
回転方向が判別できるように互いに90度位相差を有す
るA,B2相の信号と、1回転1パルスの基準Z信号
と、ACサーボモータの通電相切り替えのためのコミュ
テーション信号U,V,W相を備えたものが一般的であ
る。
【0004】また、アブソリュートエンコーダは電源投
入後直ちに絶対位置が認識できるエンコーダで、インク
リメンタルエンコーダを用いた制御システムにおいて必
要とされる電源投入直後に行う機械位置とコントローラ
との位置合わせ動作である原点復帰動作が不要であるこ
とから、多関節ロボットをはじめとする大型のロボット
用サーボモータなどに普及している。
【0005】アブソリュートエンコーダは主電源のオン
・オフの状態にかかわらず常に回転回数を検出し計数す
るカウンタ回路やエンコーダの状況を検出するステータ
ス検出回路、そのデータを保持するラッチ回路を動作さ
せるために、外部電池を接続している。
【0006】以下に従来のアブソリュートエンコーダの
構成について説明する。
【0007】図3はエンコーダにて一般的なアブソリュ
ートエンコーダの構成を示すものである。図3におい
て、101は1回転360度を絶対値分割する1回転検
出部、102はエンコーダが何回回転したかを検出する
ための多回転検出部、103は多回転検出部102の検
出信号を計数する多回転カウント回路である。また、1
04はエンコーダ内のカウント異常や温度の異常などの
異常状態を検出したり、計数の限界値を越えたことを検
出するなどのエンコーダ内の状態を検出し、情報を保持
するステータス検出部である。そして、106は外部の
シリアル列の指令を受信し、その指令によって1回転デ
ータや多回転データやエンコーダの状態情報やパラメー
タ記憶データなどのいずれのデータを出力するのかを判
断するコマンド処理回路であり、105はデータをパラ
レルからシリアルに変換するパラレル−シリアル変換回
路であり、105と106とでモデム部を構成してい
る。107は108の主電源電圧監視回路によって主電
源のオン・オフの状態を切換え、外部給電が主電源オン
の時は主電源から、主電源オフの時には外部電池から給
電する電源切換スイッチである。301は主電源オン時
に外部電池の電圧を監視する電池電圧監視回路で、外部
電池の電圧が低下した場合に104のステータス検出部
に情報を伝達し、外部電池の警告アラームという内容の
エンコーダの状態情報として出力する。111は主電
源、112は外部電池である。
【0008】このように、外部電池112を有するアブ
ソリュートエンコーダは、コントローラやドライバなど
から供給する電源がオフの状態でも、エンコーダが何回
転しているのか、また、外力によって回転した場合にも
エンコーダが何回転、回転したかを計数する機能が必要
であることから、そのエネルギー源として広く電池が用
いられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、外部電池が無負荷の状態での電圧を検知し
ていることから、電池がつながっていることは検知する
ことができるが、外部電池の寿命・残容量を推定するこ
とができないという問題点を有していた。そのため、定
期的な電池の交換が必要であったり、またメンテナンス
が行われなかった場合に外部電池の容量が不足し、エン
コーダが何回転、回転しているかという多回転の絶対位
置が検出できなかったり、また保存している計数データ
が不定になり、多回転の絶対位置を誤るという問題点を
有していた。
【0010】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、外部からの指令にしたがって外部電池に疑
似的に負荷電流を流しその電圧を検知し、無負荷時の電
圧とを比較することによって外部電池の寿命・残容量を
推定し、外部に電池交換を促す警告アラームを出力する
エンコーダを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、アブソリュートエンコーダにおいて、主電
源がオンの時に外部電池に電流を流し負荷が掛かった状
態で電圧を測定し、無負荷の状態の電圧と比較すること
ができる電池負荷回路と電池電圧監視回路を設けたもの
である。
【0012】これにより、外部電池の寿命・残容量を推
定し、外部電池の交換を促し、適正な状態にすることに
よって、エンコーダが何回転、回転しているかという多
回転絶対位置検出を確実に行える。
【0013】
【発明の実施の形態】この目的を達成するために本発明
のアブソリュートエンコーダは、回転機の1回転内の位
置を検出する1回転検出部と、正転逆転方向の回転回数
を検出し計数する多回転検出部と、エンコーダの状態を
検出し保持するステータス検出部と、外部の指令を受信
し、その指令に従って検出した1回転情報や多回転情報
やエンコーダの状態情報などのいずれのデータを出力す
るかを選択・判断するコマンド処理回路と、それぞれの
データをパラレルからシリアルに変換し出力するパラレ
ル−シリアル変換回路とからなるモデム部と、外部電池
とを有するアブソリュートエンコーダにおいて、主電源
オンの時に外部の指令によって外部電池に一定時間負荷
電流を流す電池負荷回路と、外部電池が無負荷の状態と
電流が流れている負荷状態との電圧を比較し、その電圧
差が大きければ警告アラーム信号を発生する電池電圧監
視回路とからなる電源部と、発生した警告アラームを前
記エンコーダの状態情報のひとつとして出力する回路と
を具備したアブソリュートエンコーダである。
【0014】また、主電源オンの時に外部の指令によっ
て外部電池にインパルス的に負荷電流を流すことを繰り
返す電池負荷回路と、外部電池が無負荷の状態と電流が
流れている負荷状態との電圧を比較し、その電圧差が大
きければ警告アラーム信号を発生する電池電圧監視回路
とからなる電源部と、発生した警告アラームを前記エン
コーダの状態情報のひとつとして出力する回路を具備し
たアブソリュートエンコーダである。
【0015】このように、外部電池の寿命・残容量を推
定することにより、電池交換警告アラーム信号を発生
し、外部電池の残容量の状態によってコントローラやシ
ステムに伝達し、外部電池の交換を促し、適正な状態に
することによって、エンコーダが何回転、回転している
かという多回転絶対位置検出を確実に行うことができ
る。
【0016】
【実施例】以下に本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0017】(実施例1)図1において、101は1回
転360度を絶対値分割する1回転検出部、102はエ
ンコーダが何回回転したかを検出するための多回転検出
部、103は102の検出信号を計数する多回転カウン
ト回路である。また、104はエンコーダ内の計数の異
常や温度の異常などの異常状態を検出したり、カウント
の限界値を越えたことを検出するなどのエンコーダ内の
状態を検出し、情報を保持するステータス検出部であ
る。そして、106は外部のシリアル列の指令を受信
し、その指令によって1回転データや多回転データやエ
ンコーダの状態情報や記憶データなどのエンコーダ内の
どのデータを出力するのかを判断したり、カウントデー
タやステータス情報のリセットなどの指令を判断・選択
するコマンド処理回路であり、105はデータをパラレ
ルからシリアルに変換するパラレル−シリアル変換回路
であり、105と106でモデム部を構成している。主
電源のオン・オフの状態を108の主電源電圧監視回路
によって監視検知し、107の電源切換スイッチによっ
て外部給電が、主電源オンの時は主電源から、主電源オ
フの時には外部電池から行われる。この電源切換スイッ
チ107で供給電源の切換をすることによって、102
の多回転検出部、103の多回転カウント回路そして1
04のステータス検出部を駆動し、主電源がオフの時に
でもエンコーダが何回転しているのか、また、外力によ
って回転した場合にもエンコーダが何回転、回転したか
を計数することが可能となる。
【0018】また、外部電池の残容量を確認する場合、
主電源オン時に外部から、105と106で構成したモ
デム部を介して外部電池の残量チェック指令を与える。
この指令を受け、109の電池負荷回路は負荷スイッチ
をオン状態にし、外部電池と負荷抵抗とを接続し、外部
電池に負荷電流が流れるようにする。外部電池の残容量
が少ない場合、電池の内部抵抗が大きくなることから、
電流が流れたとき電池の出力電圧が低下する。このこと
から、電流が流れている負荷状態での電圧を検知し、無
負荷の時の電圧とを110の電池電圧監視回路で比較す
ることによって外部電池の残容量を検知することができ
る。電池電圧監視回路110は常に外部電池の電圧を検
出し、負荷時の電圧と無負荷時の電圧との差が規定の数
値以上になるとその情報を外部電池寿命の警告アラーム
としてステータス検出部104に伝達し、ステータス検
出部104のモデム部を介してエンコーダの状態情報と
して出力する構成である。
【0019】(実施例2)図2は本発明の実施例2にお
けるエンコーダの構成図である。
【0020】ここで、外部電池の残容量を確認する場
合、実施例1と同様に主電源オン時に外部から105と
106で構成したモデム部を介して外部電池の残量チェ
ック指令を与える。この時、前記実施例1では、残量チ
ェック指令を直接109の電池負荷回路に与えているの
に対し、実施例2では、201のインパルス発生回路に
よって、電池負荷回路109の負荷スイッチをON・O
FFして一定時間インパルスを与えて負荷状態とし、実
施例1と同様に110の電池電圧監視回路で負荷時と無
負荷時の電圧を比較し、その差が規定の数値以上になる
とその情報を外部電池寿命の警告アラームとして104
のステータス検出部に伝達し、ステータス検出部104
のモデム部を介してエンコーダの状態情報として出力す
る構成である。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明は、外部電池の寿命
・残容量を推定することにより、電池交換警告アラーム
信号を発生し、外部電池の残容量の状態をコントローラ
やシステムに伝達し、外部電池の交換を促し、適正な状
態にすることによって、エンコーダが何回転、回転して
いるかという多回転絶対位置検出を確実に行うことがで
きる。
【0022】また、これにより、外部電池の交換時期や
容量不足等の異常を確実に把握でき、定期的な外部電池
の交換やメンテナンス等に伴う原価低減・工数削減がで
きることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1におけるエンコーダの構成図
【図2】本発明の実施例2におけるエンコーダの構成図
【図3】従来のエンコーダの構成図
【符号の説明】
101 1回転検出部 102 多回転検出部 103 多回転カウント回路 104 ステータス検出部 105 パラレルーシリアル変換回路 106 コマンド処理回路 107 電源切換スイッチ 108 主電源電圧監視回路 109 電池負荷回路 110、301 電池電圧監視回路 111 主電源 112 外部電池 201 インパルス発生回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転機の1回転内の位置を検出する1回
    転検出部と、正転逆転方向の回転回数を検出し計数する
    多回転検出部と、エンコーダの状態を検出し保持するス
    テータス検出部と、外部の指令を受信し、その指令に従
    って検出した1回転情報や多回転情報やエンコーダの状
    態情報などのいずれのデータを出力するかを選択・判断
    するコマンド処理回路と、それぞれのデータをパラレル
    からシリアルに変換し出力するパラレル−シリアル変換
    回路とからなるモデム部と、外部電池とを有するアブソ
    リュートエンコーダにおいて、主電源オンの時に外部の
    指令によって外部電池に一定時間負荷電流を流す電池負
    荷回路と、外部電池が無負荷の状態と電流が流れている
    負荷状態との電圧を比較し、その電圧差が大きければ警
    告アラーム信号を発生する電池電圧監視回路とからなる
    電源部と、発生した警告アラームを前記エンコーダの状
    態情報のひとつとして出力する回路を具備したアブソリ
    ュートエンコーダ。
  2. 【請求項2】 主電源オンの時に外部の指令によって外
    部電池にインパルス的に負荷電流を流すことを繰り返す
    電池負荷回路と、外部電池が無負荷の状態と電流が流れ
    ている負荷状態との電圧を比較し、その電圧差が大きけ
    れば警告アラーム信号を発生する電池電圧監視回路とか
    らなる電源部と、発生した警告アラームをエンコーダの
    状態情報のひとつとして出力する回路を具備した請求項
    1記載のアブソリュートエンコーダ。
JP11141853A 1999-05-21 1999-05-21 アブソリュートエンコーダ Pending JP2000329583A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016135850A1 (ja) * 2015-02-24 2016-09-01 三菱電機株式会社 サーボシステムおよびバッテリの寿命推定方法
JP2018054488A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 株式会社ニコン エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
JP2018054574A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 株式会社ニコン エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置

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WO2016135850A1 (ja) * 2015-02-24 2016-09-01 三菱電機株式会社 サーボシステムおよびバッテリの寿命推定方法
JP2018054488A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 株式会社ニコン エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
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