JP2008216115A

JP2008216115A - アブソリュートエンコーダ

Info

Publication number: JP2008216115A
Application number: JP2007055521A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyuki Taniguchi; 満幸谷口; Hirofumi Kikuchi; 弘文菊地
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】主電源からの電力供給が遮断されているときにもバックアップ電源の電圧を監視し、バックアップ電源の電圧異常を検出することを可能にする。
【解決手段】アブソリュートエンコーダ２０は、バックアップ電源２６を備え、主電源１４からの電力供給が遮断されたとき、バックアップ電源２６から供給される電力により被検出体１８の位置情報を検出及び保持する。アブソリュートエンコーダ２０は、バックアップ電源２６からの出力電圧を予め定められた電圧に調整するレギュレータ回路３８と、予め定められた電圧で作動する電圧異常情報保持装置とをさらに備える。電圧異常情報保持装置は、主電源１４がオフになっている間、バックアップ電源２６の出力電圧を監視して、バックアップ電源２６の出力電圧が予め定められた範囲から外れたことを検出する電圧異常検出回路３６と、検出された電圧異常情報を記憶する電圧異常情報保持部５４とにより構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、主電源からの電力供給が遮断された状態でもバックアップ電源から供給される電力により被検出体の位置情報を検出及び保持できるアブソリュートエンコーダに関する。

ロボットの関節部のような可動部には、その軸周りの回転位置を制御するためにエンコーダが使用される。エンコーダには、一般に、インクリメンタルタイプのエンコーダ（以下、インクリメンタルエンコーダと記載する）とアブソリュートタイプのエンコーダ（以下、アブソリュートエンコーダと記載する）とがある。インクリメンタルエンコーダを用いる場合には、電源がオフになるとエンコーダの記憶部に記憶された位置情報が消滅するので、基準位置にリミットスイッチなどを設け、被検出体の原点を探す必要がある。一方、アブソリュートエンコーダは、主電源と別に電池などにより構成されるバックアップ電源を備えており、主電源がオフになってもバックアップ電源から供給される電力で被検出体の動作を監視し、検出された位置情報を保持できるので、主電源がオフの状態で被検出体が回転しても常に被検出体の絶対位置を把握することができる。

産業用ロボットなどの分野では、被検出体の原点位置を探す作業がロボットの立ち上げに要する無駄時間を増大させ、稼動効率を低下させることから、アブソリュートエンコーダが使用されることが多い。

アブソリュートエンコーダでは、主電源がオフになっている間、バックアップ電源から供給される電力により被検出体の位置情報を更新及び保持する。したがって、バックアップ電源の電圧を監視して、寿命などでバックアップ電源の出力電圧が低下したことを検出し、主電源がオフになっているときにエンコーダの記憶部に記憶された被検出体の位置情報を正常に更新及び保持できなくなることを防止する必要がある。例えば、特許文献１に記載のロボット用エンコーダの電源装置では、主電源がオンになっているときにバックアップ電源の電圧を検出し、検出されたバックアップ電源の電圧の値が所定値以下の場合には、主電源の遮断スイッチが操作されても主電源を遮断しないようにしている。

特公平６−４７２３９号公報

しかしながら、電池の特性によっては、寿命末期に内部抵抗が急激に増加するものがある。この場合、アブソリュートエンコーダで消費する電流によって出力電圧が大きく変わってしまう。例えば、バックアップ用電池から消費する電流（消費電流）が大きいとき、すなわちバックアップ用電池（バックアップ電源）の使用中には、内部抵抗の増加によってバックアップ用電池内での電圧降下が増加してバックアップ電池の出力電圧が低くなり、アックアップ用電池から消費する電流（消費電流）が小さいとき、すなわち主電源がオンになっている間は、バックアップ用電池からの消費電流がほとんどなく内部抵抗が増加していてもバックアップ用電池内での電圧降下は小さくなるので、バックアップ用電池の出力電圧は高くなる。この結果、従来のように、主電源がオンになっているときにバックアップ用電池の電圧低下を検出するだけでは、バックアップ用電池が寿命に達したことを検出できず、電池交換の時期を逃し、被検出体の位置情報の喪失を招く恐れがある。

このようにバックアップ用電池などのバックアップ電源の電圧が低下すると、被検出体の位置情報が失われて、被検出体が取り付けられている被検出対の原点座標を設定し直す作業が必要になる。また、この結果、被検出体を含む機械を長時間停止させなければならなくなり、機械の稼動効率を低下させてしまう問題を生じる。

よって、本発明の目的は、主電源からの電力供給が遮断されているときにもバックアップ電源の電圧を監視し、バックアップ電源の電圧異常を検出することを可能にすることにある。

上記目的に鑑み、本発明は、バックアップ電源を備え、主電源からの電力供給が遮断されたとき、バックアップ電源から供給される電力により被検出体の位置情報を検出及び保持するようになっているアブソリュートエンコーダであって、前記バックアップ電源からの出力電圧を予め定められた電圧に調整する電圧レギュレータと、前記予め定められた電圧で作動する電圧異常情報保持装置とをさらに備え、該電圧異常情報保持装置は、前記主電源がオフになっている間、前記バックアップ電源の出力電圧を監視して、バックアップ電源の出力電圧が予め定められた範囲から外れたことを検出したときに電圧異常情報として記憶し、主電源がオンになったときに記憶した前記電圧異常情報を外部に出力するようにしたアブソリュートエンコーダを提供する。

本発明のアブソリュートエンコーダでは、主電源がオフになっている間も電圧異常情報保持装置がバックアップ電源の出力電圧を監視し、出力電圧が予め定められた範囲から外れると、電圧異常と判断してこの情報を記憶し、主電源がオンになったときに制御装置等に出力することができるので、主電源がオフになっている状態でのバックアップ電源の出力電圧の低下を検出することができる。なお、バックアップ電源の出力電圧が予め定められた範囲以下に低下した場合でも、少なくとも低下初期の状態では、電圧レギュレータによって予め定められた電圧に調整された電圧が電圧異常情報保持装置に供給されるので、バックアップ電源の出力電圧が低下した状態でも、電圧異常情報保持装置は電圧異常情報を保持することができる。

上記アブソリュートエンコーダにおいて、前記主電源がオフになっている間に記憶された前記電圧異常情報を、前記主電源がオンになった後も前記電圧異常情報保持装置に保持し、前記主電源が再びオフになったときに、前記電圧異常情報保持装置に保持された電圧異常情報を消去することが好ましい。

例えば、前記バックアップ電源の電圧異常は、前記バックアップ電源の電圧が予め定められた電圧下限値以下に降下することである。
また、前記電圧異常情報保持装置は、異なる複数の電圧限界値を設定することができ、異なる複数の電圧限界値の各々と前記バックアップ電源の出力電圧を比較するようにしてもよい。

本発明によれば、主電源がオフになっている間もバックアップ電源の出力電圧を監視し、バックアップ電圧の電圧異常を検出できるので、バックアップ電池が寿命に達したことを確実に検出できる。したがって、電池交換の時期を逃して被検出体の位置情報の喪失を招くことを回避できる。この結果、被検出体の位置情報が失われることがなくなるので、被検出体が取り付けられている機械の原点座標を設定し直す作業が不要になり、機械の稼動効率の低下も回避することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明のアブソリュートエンコーダの好ましい実施形態を説明する。
最初に、図３を参照して、本発明によるアブソリュートエンコーダを用いたサーボモータ制御システムの全体構成を説明する。制御装置１６は動力電源１５と主電源１４とを内蔵し、サーボモータ１０には、動力ケーブル１２を介して動力電源１５が接続されていると共に、出力軸１８の回転位置を検出するためのアブソリュートエンコーダ２０が取り付けられている。アブソリュートエンコーダ２０は、位置フィードバックケーブル２２を介して制御装置１６に接続されており、被検出体であるサーボモータ１０の出力軸１８の回転位置を制御装置１６に出力するようになっている。制御装置１６は、このアブソリュートエンコーダ２０から出力される位置信号に基づいて動力電源１５からサーボモータ１０へ供給する電圧（電圧制御の場合）又は電流（電流制御の場合）を調整することによってサーボモータ１０の動作を制御する。また、アブソリュートエンコーダ２０は、動力ケーブル２４を介して制御装置１６に内蔵される主電源１４に接続されており、この動力ケーブル２４には、主電源１４と並列にバックアップ電源２６が接続されている。バックアップ電源２６としては、電池やバッテリ等が使用される。

このようにバックアップ電源２６を備えることにより、主電源１４がオフでアブソリュートエンコーダ２０に電力が供給されない場合でも、バックアップ電源２６からアブソリュートエンコーダ２０に電力が供給され、サーボモータ１０の出力軸１８の位置情報を検出し、更新及び記憶できるようにしている。主電源１４がオフになっている間にアブソリュートエンコーダ２０に記憶されたサーボモータ１０の出力軸１８の位置情報は、制御装置１６が起動されて主電源１４がオンになったときに、制御装置１６に送信される。このため、主電源１４がオフになっている間にサーボモータ１０の出力軸１８が回転させられても、制御装置１６は出力軸１８の正確な回転位置を把握することができ、制御装置１６及びサーボモータ１０の起動時に出力軸１８の原点位置を探す必要がない。

次に、図１を参照して、第１の実施形態によるアブソリュートエンコーダ２０の詳細な構成について説明する。アブソリュートエンコーダ２０は、位置信号発生機構３０と、切替スイッチ３２と、主電源検出回路３４と、電圧異常検出回路３６と、電圧レギュレータとして機能するレギュレータ回路３８を介して切替スイッチ３２に接続されている信号処理ユニット４０と、信号処理ユニット４０に接続されている通信ＩＣ４２とを備える。

位置信号発生機構３０は、被検出体（本実施形態では、サーボモータ１０の出力軸）１８に取り付けられており、被検出体１８の移動又は回転に応じて位置信号を発生させる。位置信号発生機構３０は、例えば、被検出体１８である出力軸に固定され被検出体１８と共に回転する回転符号板と、回転符号板を挟んで対向して設けられた発光素子及び受光素子とにより構成される。この場合、回転符号板には、周方向に一定間隔で透光部及び遮光部が設けられており、回転符号板に伴って単位回転量ごとに位置信号としてパルス信号を発生させる。このような位置信号発生機構自体は周知のものであるので、ここではこれ以上詳しく説明しない。

切替スイッチ３２は、二つの入力端子Ａ、Ｂと、一つの出力端子Ｃとを有している。切替スイッチ３２の一方の入力端子Ａには主電源１４が接続され、他方の入力端子Ｂにはバックアップ電源２６が接続されていると共に、出力端子Ｃにはレギュレータ回路３８が接続されている。切替スイッチ３２は、外部信号に従って、出力端子Ｃに接続される入力端子Ａ，Ｂを切り替えるようになっている。このような切替スイッチ３２は、例えば、通電されると電磁力を利用して一方の入力端子Ａと出力端子Ｃとを接続し、通電が停止すると他方の入力端子Ｂと出力端子Ｃとを接続する電源切替用電磁接触器などによって実現される。

レギュレータ回路３８は、切替スイッチ３２を通して主電源１４又はバックアップ電源２６から供給される入力電圧を位置信号発生機構３０や信号処理ユニット４０の作動に適した電圧に調整して位置信号発生機構３０及び信号処理ユニット４０に供給する。位置信号発生機構３０及び信号処理ユニット４０は、切替スイッチ３２及びレギュレータ回路３８を通して常に主電源１４又はバックアップ電源２６から電力供給を受けることができるので、主電源１４がオフになっているときでも動作することができる。なお、位置信号発生機構３０や信号処理ユニット４０は、消費電流を抑えるため低電圧で動作するようになっており、また、位置信号発生機構３０や信号処理ユニット４０を、レギュレータ回路３８の入力電圧の変動によらず安定動作させるため、レギュレータ回路３８の出力電圧は入力である主電源１４又はバックアップ電源２６よりも低い電圧値に設定されている。

主電源検出回路３４には、電力ケーブルを介して主電源１４が接続されており、主電源１４がオンになったことを検出すると、主電源検出信号を発生するようになっている。例えば、主電源検出回路３４は、入力電圧が予め定められた値より大きくなったときに主電源検出信号を発生させるようになっていればよい。

電圧異常検出回路３６には、電力ケーブルを介してバックアップ電源２６が接続されており、バックアップ電源２６の出力電圧の異常を検出すると、電圧異常信号を発生するようになっている。例えば、電圧異常検出回路３６は、入力される電圧が予め定められた許容電圧範囲内から外れたときに、電圧異常信号を発生させるようになっていればよい。バックアップ電源２６の出力電圧の異常で特に問題となるのは、バックアップ電源２６から電力供給を受けて作動する信号処理ユニット４０の動作に異常を生じさせる電圧降下であるので、入力される電圧が予め定められる電圧下限値より小さくなったときに、電圧異常信号を発生させるようになっていてもよい。

信号処理ユニット４０は、ＬＳＩ（大規模集積回路）によって構成されている。信号処理ユニット４０は、レギュレータ回路３８に接続されている電力入力部４４と、主電源検出回路３４に接続されている主電源検出信号入力部４６と、切替スイッチ３２に接続されている切替信号出力部４８と、電圧異常検出回路３６に接続されている電圧異常信号入力部５０と、位置信号発生機構３０に接続されている信号処理回路５２と、電圧異常情報保持部５４と、情報出力部５６とを含んでいる。

信号処理ユニット４０は、主電源１４又はバックアップ電源２６から切替スイッチ３２及びレギュレータ回路３８を通して電力入力部４４に電力供給を受けて動作する。信号処理ユニット４０では、主電源検出信号入力部４６に入力される主電源検出信号に応じて、切替信号出力部４８から切替スイッチ３２に切替信号を発するようになっている。また、電圧異常検出回路３６から電圧異常信号入力部５０を通して入力された電圧異常情報が、電圧異常情報保持部５４に記憶、保持できるようになっている。信号処理回路５２は、位置信号発生機構３０から入力された位置信号を処理して、被検出体１８の位置情報を求めることができる。そして、電圧異常情報保持部５４に記憶された電圧異常情報と、信号処理回路５２によって求められた位置情報とが、情報出力部５６を通して通信ＩＣ４２に送られる。

通信ＩＣは、主電源１４から電力供給を受けて動作し、信号処理ユニット４０の情報出力部５６を通して出力される位置情報及び電圧異常情報を制御装置１６に送信する。

次に、図１に示されているアブソリュートエンコーダ１０を使用したサーボモータシステムの動作を説明する。
制御装置１６が起動すると、主電源１４がオンになり、主電源電圧検出回路３４、切替スイッチ３２の端子Ａ、通信ＩＣ４２に電力が供給される。主電源電圧検出回路３４は、主電源１４から電力が供給されると、主電源検出信号を出力する。主電源検出信号入力部４６に主電源検出信号が入力されると、切替信号出力部４６は、切替信号を発して、切替スイッチ３２の入力端子Ａを出力端子Ｃに接続させて、バックアップ電源２６からレギュレータ回路３８への電力供給を遮断させ、主電源１４からの電力をレギュレータ回路３８に供給させる。例えば、切替スイッチ３２がオン状態では入力端子Ａと出力端子Ｃとを接続させオフ状態では入力端子Ｂと出力端子Ｃとを接続させるようになっている電源切替用電磁接触器である場合、切替信号は、切替スイッチ３２を作動させる電力信号であり、この電力信号によって主電源１４に接続された入力端子Ａとレギュレータ回路３８に接続された出力端子Ｃとを接続させて、主電源１４からの電力をレギュレータ回路３８に供給させる。レギュレータ回路３８に入力された電圧は、位置信号発生機構３０及び信号処理ユニット４０の作動に適するように入力電圧よりも低い電圧に調整され、信号処理ユニット４０の電力入力部４４及び位置信号発生機構３０に供給され、信号処理ユニット４０及び位置信号発生機構３０を動作させる。

制御装置１６からの指令によってサーボモータ１０を作動させ、被検出体であるサーボモータ１０の出力軸１８が回転すると、位置信号発生機構３０は、出力軸１８の回転に連動して単位回転量ごとにパルス信号を発生させ、信号処理ユニット４０の信号処理回路５２に送る。信号処理回路５２は、位置信号発生機構３０から送られたパルス信号を処理して、被検出体１８の位置情報を求め、求められた位置情報を情報出力部５６を通して通信ＩＣ４２に送る。そして、制御装置１６は、通信ＩＣ４２を通して受信した被検出体１８の位置情報に基づいてサーボモータ１０の動作を制御する。

このように主電源１４から供給される電力でアブソリュートエンコーダ２０が作動している間、バックアップ電源２６の出力電圧は、電圧異常検出回路３６によって監視される。電圧異常検出回路３６は、例えばバックアップ電源２６が寿命になり内部抵抗が増加してバックアップ電源２６の出力電圧が電圧下限値以下に低下することによりバックアップ電源２６の出力電圧が予め定められた許容電圧範囲から外れると、電圧異常信号を発生させる。電圧異常信号は、信号処理ユニット４０の電圧異常信号入力部５０を通して情報出力部５６に送られた後、情報出力部５６から通信ＩＣ４２に送られる。電圧異常信号は、電圧異常信号入力部５０から電圧異常情報保持部５４を経て情報出力部５６に送られた後に、情報出力部５６から通信ＩＣ４２に出力されてもよい。電圧異常信号が通信ＩＣ４２から制御装置１６に送信されると、制御装置１６は、作業者にバックアップ電源２６の交換を促すために、警告を表示したり警報を発したりする。

制御装置１６が停止されて主電源１４がオフになると、主電源１４から主電源検出回路３４への電力供給が停止されるので、主電源検出回路３４は、主電源１４から供給される電力を検出できなくなり、主電源検出信号を出力しなくなる。主電源検出信号が切替信号出力部４８に入力されなくなると、切替信号出力部４８は切替信号を発さなくなる。すると、切替スイッチ３２は、バックアップ電源２６に接続された入力端子Ｂをレギュレータ回路３８に接続された出力端子Ｃに接続させて、バックアップ電源２６からの電力をレギュレータ回路３８に供給させる。例えば、切替スイッチ３２がオン状態では入力端子Ａと出力端子Ｃとを接続させオフ状態では入力端子Ｂと出力端子Ｃとを接続させるようになっている電源切替用電磁接触器である場合、電力信号である切替信号が切替スイッチ３２に入力されなくなると、切替スイッチ３２は、接点を入力端子Ａ側に引き付ける磁力が作用しなくなってバックアップ電源２６に接続された入力端子Ｂとレギュレータ回路３８に接続された出力端子Ｃとを接続させて、バックアップ電源２６からの電力をレギュレータ回路３８に供給させる。レギュレータ回路３８に入力された電圧は、位置信号発生機構３０及び信号処理ユニット４０の作動に適するように入力電圧より低い電圧に調整されて、信号処理ユニット４０の電力入力部４４及び位置信号発生機構３０に供給され、信号処理ユニット４０及び位置信号発生機構３０を動作させる。

制御装置１６がオフになっているときに被検出体であるサーボモータ１０の出力軸１８が回転させられると、制御装置１６はオフになっていても位置信号発生機構３０は作動しているので、位置信号発生機構３０は出力軸１８の回転に連動して単位回転量ごとにパルス信号を発生させ、信号処理ユニット４０の信号処理回路５２に送る。信号処理回路５２は、位置信号発生機構３０から送られたパルス信号を処理して、被検出体１８の位置情報を求めるので、制御装置１６がオフになっておりサーボモータ１０が駆動されていない状態のときに、被検出体１８が動かされても、被検出体１８の位置情報を失うことがない。

従来のアブソリュートエンコーダでは、主電源から供給される電力でアブソリュートエンコーダが作動している間のみ、バックアップ電源の出力電圧を監視していた。これに対して、本発明のアブソリュートエンコーダ２０では、電圧異常検出回路３６と電圧異常情報保持部５４が、主電源１４がオフになっている間、バックアップ電源２６の出力電圧を監視して、バックアップ電源２６の出力電圧が予め定められた許容電圧範囲から外れたことを検出したときに電圧異常情報として記憶し、主電源１４がオンになったときに記憶した電圧異常情報を制御装置１６に出力する電圧異常情報保持装置を構成しており、バックアップ電源２６から供給される電力でアブソリュートエンコーダ２０が作動している間も、バックアップ電源２６の出力電圧が電圧異常検出回路３６によって監視される。

電圧異常検出回路３６は、例えばバックアップ電源２６が寿命になり内部抵抗が増加してバックアップ電源２６の出力電圧が電圧下限値以下に低下することによりバックアップ電源２６の出力電圧が予め定められた許容電圧範囲から外れると、電圧異常信号を発生させる。電圧異常信号は、制御装置１６及び主電源１４がオフになっているときでも、信号処理ユニット４０の電圧異常情報保持部５４に記憶、保持される。そして、主電源１４がオンになって主電源１４から電力供給を受ける通信ＩＣ４２が作動したときに、電圧異常情報保持部５４に記憶された電圧異常情報が情報出力部５６を通して通信ＩＣ４２に出力され、通信ＩＣ４２から制御装置１６に電圧異常信号が送信される。制御装置１６は、電圧異常信号を受信すると、警告を表示したり警報を発したりして、主電源１４がオフにされバックアップ電源２６によってアブソリュートエンコーダ２０が動作している間にバックアップ電源２６の出力電圧が低下したことを作業者に知らせ、バックアップ電源２６の交換を促す。

この主電源１４がオフになっているとき（バックアップ電源２６がオンになっているとき）のバックアップ電源２６の電圧異常情報は、主電源１４がオンになってアブソリュートエンコーダ２０が主電源１４から供給される電力で動作している間も保持され、再び主電源１４がオフにされて主電源検出信号入力部４６から電圧異常情報保持部５４にクリア信号が発せられたとき若しくは保持信号が発せられなくなったときに消去されることが好ましい。これにより、警報が発せられてもバックアップ電源２６の交換が行われなかった場合、次に主電源１４がオンになったときに再度警告の表示等を行い、バックアップ電源２６が交換されると、次に主電源１４がオンになったときに警告の表示等が行われなくなる。

なお、バックアップ電源２６の定格出力電圧はレギュレータ回路３８の出力仕様電圧より高いので、バックアップ電源２６からの電力によりアブソリュートエンコーダ２０が動作しているときにバックアップ電源２６の出力電圧が予め定められた許容電圧範囲以下に低下して電圧異常と判断されるレベルになっても、バックアップ電源２６の出力電圧がレギュレータ回路３８の出力仕様電圧以下に低下するまでは信号処理ユニット４０への電力供給が安定して行われ、信号処理ユニット４０は正常に動作するので、電圧異常情報保持部５４における電圧異常情報の保持に影響はしない。

このように本発明のアブソリュートエンコーダでは、主電源１４がオフになっている間もバックアップ電源２６の出力電圧の監視を行っている。したがって、バックアップ電源２６が寿命に近づいて内部抵抗が大きくなっているのに、バックアップ電源２６からの電流消費が少ない主電源１４の使用中にはバックアップ電源２６内での電圧降下が少なく出力電圧の低下を検出できない場合でも、バックアップ電源２６からの消費電流が多くバックアップ電源２６内の電圧降下が大きくなるバックアップ電源２６の使用中にバックアップ電源２６の出力電圧の低下として検出できる。この結果、本発明のアブソリュートエンコーダ２０は、バックアップ電源２６が寿命に近づいたことをより確実に検出できる。

次に、図２を参照して、第２の実施形態のアブソリュートエンコーダ２０´を説明する。第２の実施形態のアブソリュートコーダ２０´は、複数の電圧異常検出回路６０，６２，６４とこれに対応する複数の電圧異常信号入力部６６，６８，７０を備えている点において、第１の実施形態のアブソリュートエンコーダ２０と相違している。図２に示されている実施形態では、三つの電圧異常検出回路６０，６２，６４と三つの電圧異常信号入力部６６，６８，７０とを備えているが、二つの電圧異常検出回路と二つの電圧異常信号入力部とを備えていてもよく、四つ以上の電圧異常検出回路と四つ以上の電圧異常信号入力部とを備えていてもよい。複数の電圧異常検出回路６６，６８，７０は、それぞれ、異なる許容電圧範囲を有しており、バックアップ電源２６の出力電圧がそれぞれの電圧異常検出回路６０，６２，６４の許容電圧範囲を外れたときに、対応する電圧異常信号入力部６６，６８，７０に電圧異常信号を発する。例えば、複数の電圧異常検出回路６０，６２，６４は、それぞれ、異なる電圧下限値を有しており、バックアップ電源２６の出力電圧がそれぞれの電圧異常検出回路６０，６２，６４の電圧下限値を下回ったときに、対応する電圧異常信号入力部６６，６８，７０に電圧異常信号を発する。その他の構成は、第１の実施形態と同じであり、ここでは詳しい説明を省略する。

各電圧異常検出回路６０，６２，６４から電圧異常信号入力部６６，６８，７０に入力された電圧異常信号は、主電源１４がオフでバックアップ電源２６から供給される電力でアブソリュートエンコーダ２０´が動作しているときには、電圧異常情報保持部５４に送られて、そこに記憶、保持され、主電源１４がオンになったときに、情報出力部５６及び通信ＩＣ４２を通じて制御装置１６に送られる。一方、主電源１４がオンで主電源１４から供給される電力でアブソリュートエンコーダ２０´が動作しているときには、各電圧異常検出回路６０，６２，６４から電圧異常信号入力部６６，６８，７０に入力された電圧異常信号は、直接的に情報出力部５６に送られてもよく、電圧異常情報保持部５４に送られた後、記憶、保持されることなく電圧異常情報保持部５４から情報出力部５６に送られてもよい。何れの場合も、情報出力部５６に送られた電圧異常情報は通信ＩＣ４２を通して制御装置１６に送信される。

このように、第２の実施形態のアブソリュートエンコーダ２０´では、異なる許容電圧範囲を設定された複数の電圧異常検出回路６０，６２，６４を備えることにより、バックアップ電源２６の出力電圧の異常を段階的に検出することが可能となる。特に、複数の電圧異常検出回路６０，６２，６４の各々に互いに異なる電圧下限値が設定されている場合、出力電圧の低下を段階的に検出することができ、バックアップ電源２６の交換時期を細かく推定することが可能となる。また、何れかの電圧異常検出回路６０，６２，６４が故障して正常に動作しなくなった場合等に、電圧異常検出機能を確保することを可能とするだけでなく、電圧異常検出回路６０，６２，６４自体の異常の判断や誤検出の防止にも有効となる。

以上、図示される実施形態を参照して、本発明のアブソリュートエンコーダ２０，２０´を説明したが、本発明のアブソリュートエンコーダ２０，２０´は、上記実施形態に限定されるものではなく、主電源１４がオフになっておりバックアップ電源２６を使用しているときでもバックアップ電源２６の出力電圧を監視することができるようになっていれば、他の構成をとることも可能である。例えば、第２の実施形態において、各電圧異常信号入力部６６，６８，７０に対応して別個の電圧異常情報保持部を設けるようにしてもよい。

本発明によるアブソリュートエンコーダの第１の実施形態の機能ブロック図である。本発明によるアブソリュートエンコーダの第２の実施形態の機能ブロック図である。本発明のアブソリュートエンコーダを使用したサーボモータ制御システムの全体構成図である。

符号の説明

１４主電源
１５動力電源
１６制御装置
１８出力軸（被検出体）
２０アブソリュートエンコーダ
２６バックアップ電源
３６電圧異常検出回路
３８レギュレータ回路
５０電圧異常信号入力部
５４電圧異常信号保持部
６０電圧異常検出回路
６２電圧異常検出回路
６４電圧異常検出回路
６６電圧異常信号入力部
６８電圧異常信号入力部
７０電圧異常信号入力部

Claims

バックアップ電源を備え、主電源からの電力供給が遮断されたとき、バックアップ電源から供給される電力により被検出体の位置情報を検出及び保持するようになっているアブソリュートエンコーダであって、
前記バックアップ電源からの出力電圧を予め定められた電圧に調整する電圧レギュレータと、前記予め定められた電圧で作動する電圧異常情報保持装置とをさらに備え、該電圧異常情報保持装置は、前記主電源がオフになっている間、前記バックアップ電源の出力電圧を監視して、バックアップ電源の出力電圧が予め定められた範囲から外れたことを検出したときに電圧異常情報として記憶し、主電源がオンになったときに記憶した前記電圧異常情報を外部に出力することを特徴としたアブソリュートエンコーダ。
前記主電源がオフになっている間に記憶された前記電圧異常情報を、前記主電源がオンになった後も前記電圧異常情報保持装置に保持し、前記主電源が再びオフになったときに、前記電圧異常情報保持装置に保持された電圧異常情報を消去する、請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ。
前記バックアップ電源の電圧異常は、前記バックアップ電源の電圧が予め定められた電圧下限値以下に降下することである、請求項１又は請求項２に記載のアブソリュートエンコーダ。
前記電圧異常情報保持装置は、異なる複数の電圧限界値を設定することができ、異なる複数の電圧限界値の各々と前記バックアップ電源の出力電圧を比較する、請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ。