JP2010048786A - External adjustment type encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スケールと、スケールに対して相対変位可能な検出ヘッドと、外部との通信手段とを備え、該通信手段に接続された外部装置による信号調整が可能とされた外部調整型エンコーダに係り、特に、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダ、リニアゲージ等に用いるのに好適な、信号調整の実施の有無を容易に知ることが可能な外部調整型エンコーダに関する。 The present invention relates to an externally adjustable encoder that includes a scale, a detection head that can be displaced relative to the scale, and an external communication unit, and is capable of signal adjustment by an external device connected to the communication unit. In particular, the present invention relates to an externally adjustable encoder suitable for use in linear encoders, rotary encoders, linear gauges and the like, which can easily know whether or not signal adjustment is performed.
位置や速度制御が必要な装置、例えば工作機械等では、フィードバックセンサとして、リニアエンコーダやロータリエンコーダ等が一般的に使用されている。 In devices that require position and speed control, such as machine tools, linear encoders, rotary encoders, and the like are generally used as feedback sensors.
このリニアエンコーダやロータリエンコーダは、スケールと、スケールに対して相対変位可能な検出ヘッドとで構成されている。特に、図1に例示するようなセパレートタイプのエンコーダ(図1はリニアエンコーダの例)では、スケール10と検出ヘッド20が分離されており、所定の位置関係で装置に組み付け、その後、オシロスコープ60等により信号調整を行なうのが一般的である。図1において、22はケーブル、24は出力コネクタである。
The linear encoder and the rotary encoder are composed of a scale and a detection head that can be displaced relative to the scale. In particular, in a separate type encoder illustrated in FIG. 1 (FIG. 1 is an example of a linear encoder), the scale 10 and the
一方、発明者は、特許文献1で、図2に示す如く、オシロスコープを使用することなく、パソコン50等の外部装置により信号調整を行なうことが可能な外部調整型エンコーダを提案した。
On the other hand, the inventor has proposed an externally adjustable encoder capable of performing signal adjustment by an external device such as a
この外部調整型エンコーダでは、
(1)例えば光電素子でなる検出器30の出力をA/D変換器32でA/D変換し、
(2)CPU34が、このA/D変換結果を取り込み、
(3)通信手段36により外部装置(パソコン50)にA/D変換データ(生データ)を送信し、
(4)外部装置(パソコン50)で算出された誤差(補正データ)を通信手段36によりCPU34に取り込み、
(5)取り込んだ補正データをメモリ38に保存し、
(6)取り込んだ補正データにより誤差補正回路40で信号を補正した後、
(7)内挿回路42で内挿して、
(8)通信手段44により制御装置(例えばサーボアンプ)46に出力するようにしている。
With this externally adjustable encoder,
(1) A / D conversion is performed on the output of the
(2) The
(3) A / D conversion data (raw data) is transmitted to the external device (personal computer 50) by the communication means 36,
(4) The error (correction data) calculated by the external device (the personal computer 50) is taken into the
(5) Save the acquired correction data in the
(6) After correcting the signal by the
(7) Interpolation by the
(8) The communication means 44 outputs to the control device (for example, servo amplifier) 46.
この方法によれば、オシロスコープ等の信号確認手段を用いることなく、厳密な信号調整が可能である。 According to this method, strict signal adjustment is possible without using signal confirmation means such as an oscilloscope.
しかしながら、このような外部調整型のエンコーダであっても、信号異常等のアラーム検知回路で検出されない信号状態で位置検出が可能な範囲内であれば、装置に組み付けた後の信号調整を実施せず、補正データが取付け後の最適値に更新されていなくても、エラーにならず、最適な調整がなされているか否か(所定の性能、精度が実現できているか否か)不明となり、調整誤差による精度の悪化、あるいは、エラー検出までの十分なマージンを確保できないという問題点を有していた。 However, even with such an externally adjustable encoder, signal adjustment after assembling to the device should be performed as long as position detection is possible within a signal state that is not detected by an alarm detection circuit such as a signal abnormality. Therefore, even if the correction data is not updated to the optimum value after installation, it does not cause an error and it is unknown whether or not the optimum adjustment has been made (whether or not the predetermined performance and accuracy have been realized). There is a problem that accuracy is deteriorated due to an error, or a sufficient margin until error detection cannot be secured.
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、所定の信号調整が行なわれない状態でエンコーダが稼動するのを防いで、信号調整の信頼性を確保し、エンコーダ本来の性能を実現することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and prevents the encoder from operating in a state where the predetermined signal adjustment is not performed, thereby ensuring the reliability of the signal adjustment and the original performance of the encoder. It is a problem to realize.
本発明は、スケールと、スケールに対して相対変位可能な検出ヘッドと、外部との通信手段とを備え、該通信手段に接続された外部装置による信号調整が可能とされた外部調整型エンコーダにおいて、スケールに対して検出ヘッドが相対変位するのに伴って検出される複数の正弦波状の検出信号における振幅、オフセット、位相差の信号調整の実施の有無をメモリに記憶し、信号調整が未実施の場合は、エンコーダからの位置情報を入力してフィードバック制御を行う制御装置に知らせるようにして、前記課題を解決したものである。 The present invention relates to an externally adjustable encoder that includes a scale, a detection head that can be displaced relative to the scale, and an external communication unit, and is capable of signal adjustment by an external device connected to the communication unit. , The presence or absence of signal adjustment of amplitude, offset, and phase difference in a plurality of sinusoidal detection signals detected as the detection head is displaced relative to the scale is stored in memory, and signal adjustment is not performed In this case, the above-mentioned problem is solved by inputting position information from the encoder and notifying a control apparatus that performs feedback control.
ここで、前記メモリが、振幅調整の実施の有無とオフセット及び位相差調整の実施の有無を区別して記憶するようにし、振幅調整とオフセット及び位相差調整がいずれも未実施である時は、信号未調整であることを制御装置に知らせ、振幅調整のみ実施され、オフセット及び位相差調整が未実施である時は、オフセット及び位相差調整が未実施であることを制御装置に知らせるようにすることができる。 Here, the memory stores the presence / absence of the amplitude adjustment and the presence / absence of the offset / phase difference adjustment separately, and stores the signal when the amplitude adjustment, the offset and the phase difference adjustment are not performed. Inform the control device that it has not been adjusted, and when the amplitude adjustment is only performed and the offset and phase difference adjustments are not performed, inform the control device that the offset and phase difference adjustments have not been performed. Can do.
本発明によれば、エンコーダの出力により、信号調整が実施されたかどうかを確認することができる。従って、信号調整を実施しないままエンコーダが稼動されるのを防ぐことができる。又、信号調整を実施していない場合は、制御装置に知らされるので、所定性能が出ない状態や調整誤差が大きい状態が無くなり、信号調整の信頼性を確保して、エンコーダ本来の性能を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to confirm whether or not signal adjustment has been performed by the output of the encoder. Therefore, it is possible to prevent the encoder from being operated without performing signal adjustment. In addition, when the signal adjustment is not performed, the control device is informed, so there is no state where the predetermined performance is not obtained or the state where the adjustment error is large, the reliability of the signal adjustment is ensured, and the original performance of the encoder is improved. Can be realized.
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の第1実施形態は、図3に示す如く、図2に示した従来例と同様の構成のリニアエンコーダにおいて、メモリ38内に調整実行フラグを設け、この調整実行フラグの状態により、信号調整の実施の有無を知ることができるようにしたものである。
In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, an adjustment execution flag is provided in the
前記調整実行フラグは、初期状態ではクリアされており、パソコン50からの信号調整実行コマンドでセットされる。
The adjustment execution flag is cleared in the initial state, and is set by a signal adjustment execution command from the
以下、図4を参照して作用を説明する。 Hereinafter, the operation will be described with reference to FIG.
ステップS1で電源がONとなると、ステップS2で、メモリ38内の調整実行フラグがセットされているか否かをチェックする。工場出荷状態で信号調整されておらず、調整実行フラグがパソコン50からの信号調整実行コマンドでセットされていない場合には、ステップS3に進み、信号未調整エラー信号を、通信手段44を介して制御装置46へシリアル通信で出力する。これにより制御装置46側で、エラー表示し、パソコン50を用いた信号調整を実施させるようにする。
When the power is turned on in step S1, it is checked in step S2 whether the adjustment execution flag in the
一方、ステップS2で調整実行フラグがセットされており、信号調整済みであると判断される時は、ステップS4で通常動作に入る。 On the other hand, when the adjustment execution flag is set in step S2 and it is determined that the signal has been adjusted, normal operation is started in step S4.
なお、エンコーダを高精度で使用したい場合、(1)信号振幅、(2)オフセット、(3)位相差等の厳密な信号調整が必要である。エンコーダの信号調整を行なわないと、システムを動作させることができない。しかしながら、信号調整の中で、(1)信号振幅の調整だけでも行なうことができれば、エンコーダの精度は補償できなくても、システムが動作できる状態にすることが可能である。 If it is desired to use the encoder with high accuracy, strict signal adjustments such as (1) signal amplitude, (2) offset, and (3) phase difference are necessary. The system cannot be operated without adjusting the encoder signal. However, in signal adjustment, (1) if only signal amplitude adjustment can be performed, it is possible to make the system operable even if the accuracy of the encoder cannot be compensated.
そこで、本発明の第2実施形態では、図5に示す如く、メモリ38内に、信号調整フラグとして2種類のフラグ「調整実行フラグA」、「調整実行フラグB」を設け、通信手段44を介して制御装置46に、「信号未調整エラー」(信号調整されていない状態)信号、又は、「信号未調整ワーニング」(信号振幅のみ実施された状態)信号をシリアル通信で出力すると共に、CPU34から検出器30に対するゲイン設定を可能とし、少なくともシステムが動作する状態まで調整できるような機能を設ける。
Therefore, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, two kinds of flags “adjustment execution flag A” and “adjustment execution flag B” are provided in the
前記調整実行フラグA及びBは、工場出荷状態で信号調整がされていない場合にはクリアされたままとなっている。 The adjustment execution flags A and B remain cleared when the signal is not adjusted in the factory shipment state.
以下、図6を参照して作用を説明する。 Hereinafter, the operation will be described with reference to FIG.
ステップS11で電源がONとされると、ステップS12で、仮調整としての振幅調整が済んでいることを示す調整実行フラグAがセットされているか否かを判定する。 When the power is turned on in step S11, it is determined in step S12 whether or not an adjustment execution flag A indicating that the amplitude adjustment as temporary adjustment has been completed is set.
ステップS12で調整実行フラグAがセットされていないと判定された場合には、ステップS13に進み、信号未調整エラー信号を、通信手段44を介して制御装置46にシリアル通信で出力する。次いでステップS14で、制御装置46から信号調整実行コマンドを送信し、図7に例示するような信号振幅調整(ゲイン設定)を実行する。ここで、任意の地点にあるリニアエンコーダの信号振幅は、信号のゲイン設定を行なうことで調整可能である。
If it is determined in step S12 that the adjustment execution flag A is not set, the process proceeds to step S13, and a signal unadjusted error signal is output to the
ステップS14終了後、ステップS15で、パソコン50から信号調整実行コマンドを送信して、調整実行フラグAをセットする。
After step S14 ends, in step S15, a signal adjustment execution command is transmitted from the
ステップS15終了後、又はステップS12で調整実行フラグAが既にセットされていると判定された時には、ステップS16に進み、本格調整であるオフセットや位相差等の厳密な信号調整が実施されたことを示す調整実行フラグBがセットされているか否かを判定する。判定結果が否であり、振幅調整は済んでいるが、オフセットや位相差等の厳密な信号調整が済んでいない場合には、ステップS17に進み、信号未調整ワーニング信号を、通信手段44を介して制御装置46にシリアル通信で出力し、必要に応じて、パソコン50での信号調整を実施させ、パソコン50から信号調整コマンドを送信して、調整実行フラグBをセットする。
After step S15, or when it is determined in step S12 that the adjustment execution flag A has already been set, the process proceeds to step S16, and it is confirmed that strict signal adjustment such as offset and phase difference, which is full-scale adjustment, has been performed. It is determined whether or not the adjustment execution flag B shown is set. If the determination result is NO and the amplitude adjustment has been completed but the strict signal adjustment such as offset and phase difference has not been completed, the process proceeds to step S17, and the signal unadjusted warning signal is transmitted via the communication means 44. Then, the data is output to the
ステップS17終了後、又はステップS16の判定結果が正で調整実行フラグBもセットされていると判定された時には、ステップS18に進み、通常動作に入る。 After step S17 is completed, or when it is determined that the determination result in step S16 is positive and the adjustment execution flag B is set, the process proceeds to step S18 and the normal operation is started.
本実施形態においては、調整実行フラグAがセットされていない時には、制御装置46と通信して、振幅調整を行なうようにしたので、少なくともシステムが動作する状態まで、自動で調整できる。
In the present embodiment, when the adjustment execution flag A is not set, the amplitude is adjusted by communicating with the
更に、自動的にシステムが動作する状態に調整することが可能であれば、リニアエンコーダの移動が必要な他の信号調整の全ての項目を自動調整することもできるようになり、信号調整がされていない状態を無くすことができる。 Furthermore, if it is possible to automatically adjust the system to operate, all other signal adjustment items that require movement of the linear encoder can be automatically adjusted, and signal adjustment is performed. You can eliminate the state that is not.
前記実施形態においては、いずれも、信号未調整エラー信号やワーニング信号を、通信手段44を介して制御装置46へシリアル通信で出力するようにしていたが、信号未調整エラー信号やワーニング信号を直接、制御装置46へ入力するように構成することも可能である。この場合、信号未調整エラー信号やワーニング信号を直接制御装置のエラー信号入力端子に接続するので、制御装置46とリニアエンコーダのシリアル通信におけるプログラムを変更することなく利用可能であるという利点がある。
In each of the above embodiments, the signal unadjusted error signal and warning signal are output to the
なお、前記実施形態においては、リニアエンコーダを例にとって説明していたが、本発明の適用対象は、これに限定されず、リニアエンコーダ以外にロータリーエンコーダ、リニアゲージ等にも同様に利用可能である。 In the above-described embodiment, the linear encoder has been described as an example. However, the application target of the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a rotary encoder, a linear gauge, and the like in addition to the linear encoder. .
10…スケール
20…検出ヘッド
30…検出器
32…A/D変換器
34…CPU
36、44…通信手段
38…メモリ
40…誤差補正回路
42…内挿回路
46…制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ...
36, 44 ... Communication means 38 ...
Claims (2)
該通信手段に接続された外部装置による信号調整が可能とされた外部調整型エンコーダにおいて、
スケールに対して検出ヘッドが相対変位するのに伴って検出される複数の正弦波上の検出信号における振幅、オフセット、位相差の信号調整の実施の有無をメモリに記憶し、
信号調整が未実施の場合は、エンコーダからの位置情報を入力してフィードバック制御を行う制御装置に知らせるようにしたことを特徴とする外部調整型エンコーダ。 A scale, a detection head capable of relative displacement with respect to the scale, and an external communication means;
In an external adjustment type encoder capable of signal adjustment by an external device connected to the communication means,
Stores in a memory whether or not to perform signal adjustment of amplitude, offset, and phase difference in detection signals on a plurality of sine waves detected as the detection head is displaced relative to the scale,
An externally adjustable encoder characterized in that, when signal adjustment is not performed, position information from the encoder is input to notify a control device that performs feedback control.
振幅調整とオフセット及び位相差調整がいずれも未実施である時は、信号未調整であることを制御装置に知らせ、振幅調整のみ実施され、オフセット及び位相差調整が未実施である時は、オフセット及び位相差調整が未実施であることを制御装置に知らせるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の外部調整型エンコーダ。 The memory stores the presence / absence of amplitude adjustment and the presence / absence of offset and phase difference adjustment separately,
When neither amplitude adjustment nor offset and phase difference adjustment is performed, the control device is informed that the signal is not adjusted, only amplitude adjustment is performed, and when offset and phase difference adjustment are not performed, The external adjustment type encoder according to claim 1, wherein the control device is informed that the phase difference adjustment is not performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008215934A JP2010048786A (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | External adjustment type encoder |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013152204A (en) * | 2011-01-28 | 2013-08-08 | Nsk Ltd | Resolver digital converter matching circuit, resolver device, motor device, and motor drive unit |
EP2765393A2 (en) | 2013-02-07 | 2014-08-13 | Mitutoyo Corporation | Separate linear encoder |
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2008
- 2008-08-25 JP JP2008215934A patent/JP2010048786A/en active Pending
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EP2765393A2 (en) | 2013-02-07 | 2014-08-13 | Mitutoyo Corporation | Separate linear encoder |
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