JP2013137255A - Encoder and method of controlling the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an encoder capable of reducing power consumption thereof while operating on power supplied from a backup battery when power from a main power source is unavailable.SOLUTION: When an encoder 1, which detects absolute rotational angular position of a rotor body, is in backup mode where power from a main power source 3 is unavailable and the encoder 1 operates on power supplied from a backup battery 4, a detector section for detecting number of turns the rotor body has rotated from a preset position of origin is turn on and off at a preset sampling period, and a signal processor section for processing an output signal from the detector section generates a square wave detection signal based on the output signal from the detector section and samples the level of the detection signal at the sampling period. The encoder 1 changes the sampling period in accordance with the sampled level of the detection signal in backup mode.

Description

本発明は、回転体の回転角度の絶対位置を検出するためのエンコーダおよびエンコーダの制御方法に関する。   The present invention relates to an encoder for detecting an absolute position of a rotation angle of a rotating body and an encoder control method.

従来、回転体の回転角度の絶対位置を検出するためのアブソリュートエンコーダが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のアブソリュートエンコーダは、バックアップ用の電池を備えており、主電源からの電力の供給が停止されると、バックアップ用の電池から供給される電力によって動作する。そのため、このアブソリュートエンコーダでは、主電源からの電力の供給が停止されたバックアップモードにおいても、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを示す多回転データを生成し、保持することができる。   Conventionally, an absolute encoder for detecting an absolute position of a rotation angle of a rotating body is known (see, for example, Patent Document 1). The absolute encoder described in Patent Document 1 includes a backup battery. When the supply of power from the main power supply is stopped, the absolute encoder operates using the power supplied from the backup battery. Therefore, this absolute encoder can generate and hold multi-rotation data indicating how many times the rotating body is rotating from a predetermined origin position even in the backup mode in which the power supply from the main power supply is stopped. it can.

特開2010−2267号公報JP 2010-2267 A

上述のように、特許文献1に記載のアブソリュートエンコーダは、主電源からの電力の供給が停止されたバックアップモードにおいて、電池から供給される電力によって動作する。そのため、このアブソリュートエンコーダでは、バックアップモードにおけるエンコーダの消費電力が大きいと、電池の放電量が増えて、電池の充電または交換を頻繁に行う必要がある。すなわち、このアブソリュートエンコーダでは、バックアップモードにおけるエンコーダの消費電力が大きいと、メンテナンスが煩雑になる。   As described above, the absolute encoder described in Patent Document 1 operates with the power supplied from the battery in the backup mode in which the supply of power from the main power supply is stopped. Therefore, in this absolute encoder, if the power consumption of the encoder in the backup mode is large, the amount of battery discharge increases, and it is necessary to frequently charge or replace the battery. That is, in this absolute encoder, maintenance becomes complicated when the power consumption of the encoder in the backup mode is large.

そこで、本発明の課題は、主電源からの電力の供給が停止されバックアップ用の電池から供給される電力によって動作しているときの消費電力を低減させることが可能なエンコーダを提供することにある。また、本発明の課題は、主電源からの電力の供給が停止されバックアップ用の電池から供給される電力によって動作しているときの消費電力を低減させることが可能となるエンコーダの制御方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an encoder capable of reducing power consumption when operating with power supplied from a backup battery after power supply from a main power supply is stopped. . Another object of the present invention is to provide an encoder control method capable of reducing power consumption when the power supply from the main power supply is stopped and the operation is performed by the power supplied from the backup battery. There is to do.

上記の課題を解決するため、本発明のエンコーダは、主電源とバックアップ用の電池とが接続されるとともに回転体の回転角度の絶対位置を検出可能なエンコーダであって、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを検出するための検出部と、検出部から出力される出力信号を処理する信号処理部とを備え、主電源からの電力の供給が停止されるとともに電池から供給される電力によってエンコーダが動作するときに対応するエンコーダのモードをバックアップモードとすると、バックアップモードにおいて、検出部は、所定のサンプリング周期で起動、停止し、信号処理部は、サンプリング周期で、検出部から出力される出力信号に基づいて矩形波状の検出信号を生成し、かつ、検出信号のレベルをサンプリングし、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと異なる場合には、サンプリング周期が第1サンプリング周期となり、かつ、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと同じ場合には、サンプリング周期が第1サンプリング周期よりも長い第2サンプリング周期となることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an encoder according to the present invention is an encoder that is connected to a main power source and a backup battery and can detect the absolute position of the rotation angle of the rotating body. Provided with a detection unit for detecting how many rotations from the position and a signal processing unit for processing the output signal output from the detection unit, supply of power from the main power supply is stopped and supplied from the battery When the encoder mode corresponding to the operation of the encoder by the generated power is the backup mode, in the backup mode, the detection unit starts and stops at a predetermined sampling period, and the signal processing unit detects at the sampling period Generates a rectangular wave detection signal based on the output signal output from, and samples the level of the detection signal for backup In this mode, if the level of the sampled detection signal is different from the level of the detection signal at the previous sampling, the sampling period becomes the first sampling period and the level of the sampled detection signal is at the previous sampling time. When the detection signal level is the same, the sampling period is a second sampling period longer than the first sampling period.

本発明のエンコーダでは、主電源からの電力の供給が停止されるとともに電池から供給される電力によってエンコーダが動作するときに対応するエンコーダのモードであるバックアップモードにおいて、検出部は、所定のサンプリング周期で起動、停止し、信号処理部は、サンプリング周期で、検出部から出力される出力信号に基づいて矩形波状の検出信号を生成し、かつ、検出信号のレベルをサンプリングしている。すなわち、本発明では、バックアップモードにおいて、検出部および信号処理部等での消費電力は、サンプリング周期で間欠的には大きくなるが、常時、大きくはない。そのため、本発明では、バックアップモードにおけるエンコーダの消費電力(すなわち、主電源からの電力の供給が停止されバックアップ用の電池から供給される電力によってエンコーダが動作しているときのエンコーダの消費電力)を低減させることが可能になる。   In the encoder of the present invention, in the backup mode that is a mode of the encoder corresponding to when the encoder is operated by the power supplied from the battery while the supply of power from the main power supply is stopped, the detection unit has a predetermined sampling period. The signal processing unit generates and detects a rectangular wave detection signal based on the output signal output from the detection unit and samples the level of the detection signal in a sampling cycle. That is, in the present invention, in the backup mode, the power consumption in the detection unit, the signal processing unit, and the like increases intermittently in the sampling period, but is not always large. Therefore, in the present invention, the power consumption of the encoder in the backup mode (that is, the power consumption of the encoder when the power supply from the main power supply is stopped and the encoder is operating with the power supplied from the backup battery) It becomes possible to reduce.

また、本発明では、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと異なる場合には、サンプリング周期が第1サンプリング周期となり、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと同じ場合には、サンプリング周期が第1サンプリング周期よりも長い第2サンプリング周期となる。すなわち、本発明では、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと異なっており、回転体が回転している場合には、周期の短い第1サンプリング周期で、検出部が起動、停止し、また、信号処理部が検出信号を生成して、検出信号のレベルをサンプリングする。そのため、本発明では、バックアップモードにおいて、エンコーダの消費電力を低減しつつ、エンコーダによって、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを適切に検出することが可能になる。また、本発明では、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと同じであり、回転体が回転していないと推定される場合には、周期の長い第2サンプリング周期で、検出部が起動、停止し、また、信号処理部が検出信号を生成して、検出信号のレベルをサンプリングしているため、バックアップモードにおけるエンコーダの消費電力を効果的に低減させることが可能になる。   In the present invention, in the backup mode, when the level of the sampled detection signal is different from the level of the detection signal at the previous sampling, the sampling period becomes the first sampling period, and the level of the sampled detection signal is If the level of the detection signal at the previous sampling is the same, the sampling period becomes a second sampling period longer than the first sampling period. That is, in the present invention, in the backup mode, when the level of the sampled detection signal is different from the level of the detection signal at the previous sampling, and the rotating body is rotating, the first sampling cycle having a short cycle is used. Then, the detection unit is started and stopped, and the signal processing unit generates a detection signal and samples the level of the detection signal. Therefore, in the present invention, in the backup mode, it is possible to appropriately detect how many rotations of the rotating body from the predetermined origin position by the encoder while reducing the power consumption of the encoder. In the present invention, in the backup mode, when the level of the detection signal sampled is the same as the level of the detection signal at the previous sampling, and it is estimated that the rotating body is not rotating, the cycle is long. In the second sampling period, the detection unit starts and stops, and the signal processing unit generates the detection signal and samples the level of the detection signal, so that the power consumption of the encoder in the backup mode is effectively reduced. It becomes possible to make it.

本発明において、エンコーダは、90°位相がずれた出力信号を出力する2個の検出部を備え、バックアップモードにおいて、2個の検出部のうちの一方の検出部は、サンプリング周期で起動、停止し、かつ、2個の検出部のうちの他方の検出部は、一方の検出部から出力される出力信号に基づいて生成された検出信号のレベルが反転したときに、起動、停止することが好ましい。このように構成すると、バックアップモードにおける他方の検出部等の消費電力を効果的に低減させることが可能になり、その結果、バックアップモードにおけるエンコーダの消費電力をより効果的に低減させることが可能になる。   In the present invention, the encoder includes two detection units that output output signals that are 90 ° out of phase, and in the backup mode, one of the two detection units is started and stopped at the sampling period. In addition, the other detection unit of the two detection units may start and stop when the level of the detection signal generated based on the output signal output from one detection unit is inverted. preferable. With this configuration, it is possible to effectively reduce the power consumption of the other detection unit or the like in the backup mode, and as a result, it is possible to more effectively reduce the power consumption of the encoder in the backup mode. Become.

本発明において、エンコーダは、90°位相がずれた出力信号を出力する2個の検出部を備え、第1サンプリング周期をt1(秒)とし、回転体の最高回転数をN(rpm)とすると、t1は、t1<(N/60)/(90/360)の関係を満たすことが好ましい。このように構成すると、エンコーダによって、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを適切に検出することが可能になる。   In the present invention, the encoder includes two detectors that output output signals that are 90 ° out of phase, where the first sampling period is t1 (seconds) and the maximum rotational speed of the rotating body is N (rpm). , T1 preferably satisfy the relationship of t1 <(N / 60) / (90/360). If comprised in this way, it will become possible to detect appropriately how many rotations a rotary body is rotating from the predetermined origin position with an encoder.

本発明において、検出部は、ホール素子であり、信号処理部は、ホール素子から出力される出力信号が入力されるコンパレータと、コンパレータの出力側に接続されるCPU(Central Processing Unit)とを備え、ホール素子およびコンパレータには、CPUから直接、電力が供給されることが好ましい。このように構成すると、ホール素子に電力を供給するための電源ICとコンパレータに電力を供給するための電源ICとを設ける必要がなくなる。したがって、エンコーダの構成を簡素化することが可能になる。   In the present invention, the detection unit is a Hall element, and the signal processing unit includes a comparator to which an output signal output from the Hall element is input, and a CPU (Central Processing Unit) connected to the output side of the comparator. The Hall element and the comparator are preferably supplied with power directly from the CPU. With this configuration, there is no need to provide a power supply IC for supplying power to the Hall element and a power supply IC for supplying power to the comparator. Therefore, the configuration of the encoder can be simplified.

本発明において、主電源から供給される電力によってエンコーダが動作するときに対応するエンコーダのモードを通常動作モードとすると、エンコーダは、エンコーダが搭載される上位装置の制御部である上位制御部からの制御指令信号がエンコーダに所定時間、入力されなかったときに、通常動作モードからバックアップモードに移行することが好ましい。上位制御部からの制御指令信号がエンコーダに所定時間、入力されないときには、主電源に何からのトラブルが生じて上位制御部が意図的に制御指令信号を出力しない、または、停電等で上位装置が停止している、あるいは、エンコーダと上位装置とを接続するケーブルが断線している等の何らかの不具合が発生して、主電源が停止していると推定される。したがって、このように構成すると、主電源からエンコーダに電力が供給されているか否かを検出するための手段をエンコーダに設けなくても、電池から供給される電力によってエンコーダが動作していることを推定して、エンコーダをバックアップモードに移行させることが可能になる。すなわち、エンコーダの構成を簡素化しつつ、エンコーダをバックアップモードに移行させることが可能になる。   In the present invention, when the mode of the encoder corresponding to the operation of the encoder by the power supplied from the main power supply is set to the normal operation mode, the encoder is controlled by the upper control unit which is the control unit of the upper device on which the encoder is mounted. When the control command signal is not input to the encoder for a predetermined time, it is preferable to shift from the normal operation mode to the backup mode. When the control command signal from the host control unit is not input to the encoder for a predetermined time, some trouble occurs in the main power supply and the host control unit does not intentionally output the control command signal, or the host device It is presumed that the main power supply has stopped due to some trouble such as being stopped or the cable connecting the encoder and the host device being disconnected. Therefore, with this configuration, the encoder is operated by the power supplied from the battery without providing the encoder with a means for detecting whether or not power is supplied from the main power source to the encoder. By estimation, the encoder can be shifted to the backup mode. That is, the encoder can be shifted to the backup mode while simplifying the configuration of the encoder.

また、上記の課題を解決するため、本発明のエンコーダの制御方法は、主電源とバックアップ用の電池とが接続されるとともに回転体の回転角度の絶対位置を検出可能なエンコーダの制御方法であって、主電源からの電力の供給が停止されるとともに電池から供給される電力によってエンコーダが動作するときに対応するエンコーダのモードをバックアップモードとすると、バックアップモードにおいて、所定のサンプリング周期で、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを検出するための検出部を起動、停止させ、検出部から出力される出力信号に基づいて矩形波状の検出信号を生成し、かつ、検出信号のレベルをサンプリングするとともに、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと異なる場合には、サンプリング周期を第1サンプリング周期とし、かつ、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと同じ場合には、サンプリング周期を第1サンプリング周期よりも長い第2サンプリング周期とすることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the encoder control method of the present invention is an encoder control method in which a main power source and a backup battery are connected and the absolute position of the rotation angle of the rotating body can be detected. Then, when the power supply from the main power supply is stopped and the encoder mode corresponding to the operation of the encoder by the power supplied from the battery is the backup mode, the rotating body is rotated at a predetermined sampling period in the backup mode. Activates and stops the detection unit for detecting how many rotations of the rotation point from the predetermined origin position, generates a rectangular wave detection signal based on the output signal output from the detection unit, and In addition to sampling the level, in the backup mode, the level of the sampled detection signal is If the detection signal level is different from that at the sampling time, the sampling period is the first sampling period, and if the sampled detection signal level is the same as the detection signal level at the previous sampling, the sampling period is The second sampling period is longer than the first sampling period.

本発明のエンコーダの制御方法では、バックアップモードにおいて、所定のサンプリング周期で、検出部を起動、停止させ、検出部から出力される出力信号に基づいて矩形波状の検出信号を生成し、かつ、検出信号のレベルをサンプリングしている。すなわち、本発明では、バックアップモードにおいて、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを検出するための検出動作での消費電力は間欠的には大きくなるが、常時、大きくはない。そのため、本発明では、バックアップモードにおけるエンコーダの消費電力(すなわち、主電源からの電力の供給が停止されバックアップ用の電池から供給される電力によってエンコーダが動作しているときのエンコーダの消費電力)を低減させることが可能になる。   In the encoder control method of the present invention, in the backup mode, the detection unit is started and stopped at a predetermined sampling period, a rectangular wave detection signal is generated based on the output signal output from the detection unit, and the detection is performed. Sampling the signal level. That is, in the present invention, in the backup mode, the power consumption in the detection operation for detecting how many times the rotating body is rotating from the predetermined origin position increases intermittently, but is not always large. Therefore, in the present invention, the power consumption of the encoder in the backup mode (that is, the power consumption of the encoder when the power supply from the main power supply is stopped and the encoder is operating with the power supplied from the backup battery) It becomes possible to reduce.

また、本発明では、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと異なる場合には、サンプリング周期を第1サンプリング周期とし、かつ、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと同じ場合には、サンプリング周期を第1サンプリング周期よりも長い第2サンプリング周期としている。すなわち、本発明では、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと異なっており、回転体が回転している場合には、周期の短い第1サンプリング周期で、検出部を起動、停止させ、また、検出信号を生成して、検出信号のレベルをサンプリングする。そのため、本発明では、バックアップモードにおいて、エンコーダの消費電力を低減しつつ、エンコーダによって、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを適切に検出することが可能になる。また、本発明では、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号のレベルが前回のサンプリング時の検出信号のレベルと同じであり、回転体が回転していないと推定される場合には、周期の長い第2サンプリング周期で、検出部を起動、停止させ、また、検出信号を生成して、検出信号のレベルをサンプリングしているため、バックアップモードにおけるエンコーダの消費電力を効果的に低減させることが可能になる。   In the present invention, in the backup mode, when the level of the sampled detection signal is different from the level of the detection signal at the previous sampling, the sampling period is set to the first sampling period and the sampled detection signal When the level is the same as the level of the detection signal at the previous sampling, the sampling period is set to the second sampling period longer than the first sampling period. That is, in the present invention, in the backup mode, when the level of the sampled detection signal is different from the level of the detection signal at the previous sampling, and the rotating body is rotating, the first sampling cycle having a short cycle is used. Then, the detection unit is started and stopped, a detection signal is generated, and the level of the detection signal is sampled. Therefore, in the present invention, in the backup mode, it is possible to appropriately detect how many rotations of the rotating body from the predetermined origin position by the encoder while reducing the power consumption of the encoder. In the present invention, in the backup mode, when the level of the detection signal sampled is the same as the level of the detection signal at the previous sampling, and it is estimated that the rotating body is not rotating, the cycle is long. In the second sampling cycle, the detection unit is started and stopped, and the detection signal is generated and the level of the detection signal is sampled. Therefore, it is possible to effectively reduce the power consumption of the encoder in the backup mode. become.

本発明のエンコーダの制御方法では、主電源から供給される電力によってエンコーダが動作するときに対応するエンコーダのモードを通常動作モードとすると、エンコーダが搭載される上位装置の制御部である上位制御部からの制御指令信号がエンコーダに所定時間、入力されなかったときに、通常動作モードからバックアップモードにエンコーダを移行させることが好ましい。上位制御部からの制御指令信号がエンコーダに所定時間、入力されないときには、主電源に何からのトラブルが生じて上位制御部が意図的に制御指令信号を出力しない、または、停電等で上位装置が停止している、あるいは、エンコーダと上位装置とを接続するケーブルが断線している等の何らかの不具合が発生して、主電源が停止していると推定されるため、このように構成すると、主電源からエンコーダに電力が供給されているか否かを検出するための手段をエンコーダに設けなくても、電池から供給される電力によってエンコーダが動作していることを推定して、エンコーダをバックアップモードに移行させることが可能になる。すなわち、エンコーダの構成を簡素化しつつ、エンコーダをバックアップモードに移行させることが可能になる。   In the encoder control method of the present invention, when the encoder mode corresponding to the operation of the encoder by the power supplied from the main power supply is set to the normal operation mode, the upper control unit which is a control unit of the upper device in which the encoder is mounted When the control command signal is not input to the encoder for a predetermined time, it is preferable to shift the encoder from the normal operation mode to the backup mode. When the control command signal from the host control unit is not input to the encoder for a predetermined time, some trouble occurs in the main power supply and the host control unit does not intentionally output the control command signal, or the host device Since it is presumed that the main power supply has stopped due to some failure such as the cable being stopped or the cable connecting the encoder and the host device being disconnected, Even if the encoder is not provided with means for detecting whether or not power is being supplied from the power supply to the encoder, it is estimated that the encoder is operating with the power supplied from the battery, and the encoder is put into backup mode. It becomes possible to migrate. That is, the encoder can be shifted to the backup mode while simplifying the configuration of the encoder.

以上のように、本発明では、主電源からの電力の供給が停止されバックアップ用の電池から供給される電力によってエンコーダが動作しているときのエンコーダの消費電力を低減させることが可能になる。また、本発明のエンコーダの制御方法を用いれば、主電源からの電力の供給が停止されバックアップ用の電池から供給される電力によってエンコーダが動作しているときのエンコーダの消費電力を低減させることが可能になる。   As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the power consumption of the encoder when the power supply from the main power supply is stopped and the encoder is operating with the power supplied from the backup battery. Further, by using the encoder control method of the present invention, it is possible to reduce the power consumption of the encoder when the power supply from the main power supply is stopped and the encoder is operating with the power supplied from the backup battery. It becomes possible.

本発明の実施の形態にかかるエンコーダの概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the encoder concerning embodiment of this invention. 図1に示すエンコーダの機械的な概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mechanical schematic structure of the encoder shown in FIG. 図1に示す第2動作部の一部の概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one part schematic structure of the 2nd operation | movement part shown in FIG. 図3に示す信号処理部で生成される検出信号を示す図である。It is a figure which shows the detection signal produced | generated by the signal processing part shown in FIG. 図1に示すエンコーダの効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the encoder shown in FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(エンコーダの構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかるエンコーダ1の概略構成を説明するための図である。図2は、図1に示すエンコーダ1の機械的な概略構成を説明するための図である。図3は、図1に示す第2動作部14の一部の概略構成を説明するための図である。図4は、図3に示す信号処理部18で生成される検出信号S1、S2を示す図である。
(Encoder configuration)
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an encoder 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining a mechanical schematic configuration of the encoder 1 shown in FIG. 1. FIG. 3 is a diagram for explaining a schematic configuration of a part of the second operation unit 14 shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating detection signals S1 and S2 generated by the signal processing unit 18 illustrated in FIG.

本形態のエンコーダ1は、回転体の回転角度(回転位置)の絶対位置を検出するためのアブソリュートエンコーダ(絶対値エンコーダ)である。このエンコーダ1は、たとえば、上位装置であるサーボモータに取り付けられており、回転体であるロータの回転角度の絶対位置を検出するために使用される。エンコーダ1は、サーボモータの制御部である上位制御部2に接続されている。エンコーダ1には、エンコーダ1の制御指令信号が上位制御部2から入力され、エンコーダ1は、制御指令に対する応答信号を上位制御部2へ返す。   The encoder 1 of this embodiment is an absolute encoder (absolute value encoder) for detecting the absolute position of the rotation angle (rotation position) of the rotating body. The encoder 1 is attached to, for example, a servo motor that is a host device, and is used to detect an absolute position of a rotation angle of a rotor that is a rotating body. The encoder 1 is connected to a host controller 2 that is a servo motor controller. The encoder 1 receives the control command signal of the encoder 1 from the upper control unit 2, and the encoder 1 returns a response signal to the control command to the upper control unit 2.

また、エンコーダ1には、主電源3と、バックアップ用の電池4とが接続されている。通常、エンコーダ1には、主電源3から電力が供給されており、エンコーダ1は、主電源3から供給される電力によって動作している。また、何らかの原因で、主電源3からの電力の供給が停止されると、エンコーダ1には、電池4から電力が供給され、エンコーダ1は、電池4から供給される電力によって動作する。   The encoder 1 is connected to a main power source 3 and a backup battery 4. Normally, power is supplied from the main power source 3 to the encoder 1, and the encoder 1 is operated by the power supplied from the main power source 3. Further, when the supply of power from the main power supply 3 is stopped for some reason, the encoder 1 is supplied with power from the battery 4, and the encoder 1 operates with the power supplied from the battery 4.

エンコーダ1は、磁気式のエンコーダである。このエンコーダ1は、図2に示すように、機械的な構成として、サーボモータのロータを構成する回転軸7等に固定されるセンサ磁石8と、センサ磁石8に対向配置される磁気抵抗素子9および2個のホール素子10、11とを備えている。   The encoder 1 is a magnetic encoder. As shown in FIG. 2, the encoder 1 includes, as a mechanical configuration, a sensor magnet 8 that is fixed to a rotating shaft 7 that constitutes a rotor of a servo motor, and a magnetoresistive element 9 that is disposed to face the sensor magnet 8. And two Hall elements 10 and 11.

センサ磁石8は、円板状に形成された永久磁石である。センサ磁石8の、磁気抵抗素子9およびホール素子10との対向面には、その周方向において、N極とS極とが1極ずつ形成されている。磁気抵抗素子9は、回転軸7の軸方向から見たときにセンサ磁石8の中心と磁気抵抗素子9の中心とが略一致するように配置されている。磁気抵抗素子9には、互いに略直交する方向に配置される磁気抵抗パターンが形成されている。2個のホール素子10、11は、回転軸7の軸方向から見たときに、センサ磁石8の中心に対して互いに90°ずれた位置に配置されている。   The sensor magnet 8 is a permanent magnet formed in a disk shape. On the surface of the sensor magnet 8 facing the magnetoresistive element 9 and the Hall element 10, one N pole and one S pole are formed in the circumferential direction. The magnetoresistive element 9 is arranged so that the center of the sensor magnet 8 and the center of the magnetoresistive element 9 substantially coincide when viewed from the axial direction of the rotating shaft 7. The magnetoresistive element 9 is formed with a magnetoresistive pattern arranged in a direction substantially orthogonal to each other. The two Hall elements 10 and 11 are arranged at positions shifted from each other by 90 ° with respect to the center of the sensor magnet 8 when viewed from the axial direction of the rotating shaft 7.

エンコーダ1は、磁気抵抗素子9での検出結果に基づいて、回転体(ロータ)の1回転(360°)の範囲内の回転角度を示す位置データを生成して、この位置データの信号を出力する。また、エンコーダ1は、ホール素子10、11での検出結果に基づいて、所定の原点位置から回転体が何回転しているのかを示す多回転データを生成して、この多回転データの信号を出力する。本形態のホール素子10、11は、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを検出するための検出部である。   The encoder 1 generates position data indicating a rotation angle within a range of one rotation (360 °) of the rotating body (rotor) based on the detection result of the magnetoresistive element 9, and outputs a signal of this position data. To do. Further, the encoder 1 generates multi-rotation data indicating how many times the rotating body is rotating from a predetermined origin position based on the detection results of the Hall elements 10 and 11, and the multi-rotation data signal is generated. Output. The Hall elements 10 and 11 of this embodiment are detection units for detecting how many times the rotating body is rotating from a predetermined origin position.

本形態のエンコーダ1は、主電源3から供給される電力によって動作するときに対応するモードである通常動作モードと、主電源3からの電力の供給が停止されるとともに電池4から供給される電力によって動作するときに対応するモードであるバックアップモードと、主電源3および電池4からの電力の供給が停止され動作を行わないときに対応するモードである停止モードとの3つのモードに切り替え可能となっている。通常動作モードでは、エンコーダ1は、回転体の回転位置の絶対位置を検出し、また、上位制御部2と通信を行っている。バックアップモードでは、エンコーダ1は、多回転データを生成し、保持している。バックアップモードにおけるエンコーダ1の消費電力は、通常動作モードにおけるエンコーダ1の消費電力よりも小さくなっている。   The encoder 1 of the present embodiment is a normal operation mode that is a mode corresponding to the operation by the power supplied from the main power supply 3 and the power supplied from the battery 4 while the power supply from the main power supply 3 is stopped. It is possible to switch between three modes: a backup mode that is a mode that corresponds to when operating by the power supply, and a stop mode that is a mode that corresponds to when the power supply from the main power supply 3 and the battery 4 is stopped and the operation is not performed It has become. In the normal operation mode, the encoder 1 detects the absolute position of the rotational position of the rotating body and communicates with the host controller 2. In the backup mode, the encoder 1 generates and holds multi-rotation data. The power consumption of the encoder 1 in the backup mode is smaller than the power consumption of the encoder 1 in the normal operation mode.

本形態では、通常動作モードでエンコーダ1が動作しているときに、上位制御部2からの制御指令信号がエンコーダ1に所定時間、入力されないと、エンコーダ1は、通常動作モードからバックアップモードに移行する。すなわち、上位制御部2からの制御指令信号がエンコーダ1に所定時間、入力されないときには、主電源3に何からのトラブルが生じて上位制御部2が意図的に制御指令信号を出力しない、または、停電等で上位装置が停止している、あるいは、エンコーダ1と上位装置とを接続するケーブルが断線している等の何らかの不具合が発生して、主電源3が停止していると推定されるため、エンコーダ1は、通常動作モードからバックアップモードに移行する。たとえば、通常動作モードでエンコーダ1が動作しているときに、1000〜1500(マイクロ秒(μsec))、上位制御部2から制御指令信号が入力されないと、エンコーダ1は、通常動作モードからバックアップモードへ移行する。また、バックアップモードでエンコーダ1が動作しているときに、上位制御部2からの制御指令信号が入力されると、エンコーダ1は、バックアップモードから通常動作モードに移行する。なお、通常動作モードとバックアップモードとの間の切替えは、エンコーダ1を構成するマイクロプロセッサ(MPU、図示省略)上の処理によって実行される。   In this embodiment, when the encoder 1 is operating in the normal operation mode, if the control command signal from the host controller 2 is not input to the encoder 1 for a predetermined time, the encoder 1 shifts from the normal operation mode to the backup mode. To do. That is, when the control command signal from the host controller 2 is not input to the encoder 1 for a predetermined time, the trouble occurs in the main power source 3 and the host controller 2 does not intentionally output the control command signal, or Because it is presumed that the main power supply 3 is stopped due to some trouble such as the host device being stopped due to a power failure or the cable connecting the encoder 1 and the host device being disconnected. The encoder 1 shifts from the normal operation mode to the backup mode. For example, when the encoder 1 is operating in the normal operation mode and the control command signal is not input from 1000 to 1500 (microseconds (μsec)) from the host control unit 2, the encoder 1 changes from the normal operation mode to the backup mode. Migrate to Further, when the control command signal from the host control unit 2 is input while the encoder 1 is operating in the backup mode, the encoder 1 shifts from the backup mode to the normal operation mode. Note that switching between the normal operation mode and the backup mode is performed by processing on a microprocessor (MPU, not shown) constituting the encoder 1.

また、エンコーダ1は、図1に示すように、回転体の回転角度の絶対位置を検出するための第1動作部13および第2動作部14を備えている。第1動作部13には、主電源3が接続されており、第1動作部13は、通常動作モードにおいて動作する。第2動作部14には、主電源3および電池4がダイオードや抵抗等を介して接続されており、第2動作部14は、通常動作モードおよびバックアップモードにおいて動作する。   Moreover, the encoder 1 is provided with the 1st action | operation part 13 and the 2nd action | operation part 14 for detecting the absolute position of the rotation angle of a rotary body, as shown in FIG. The main power supply 3 is connected to the first operating unit 13, and the first operating unit 13 operates in the normal operation mode. The main power supply 3 and the battery 4 are connected to the second operation unit 14 via a diode, a resistor, and the like, and the second operation unit 14 operates in the normal operation mode and the backup mode.

第2動作部14には、図3に示すように、上述のホール素子10、11が含まれている。また、第2動作部14には、ホール素子10、11からの出力信号が入力されるコンパレータ15、16と、コンパレータ15、16の出力側に接続されるCPU17とが含まれている。本形態では、コンパレータ15、16とCPU17とによって、検出部であるホール素子10、11から出力される出力信号を処理する信号処理部18が構成されている。ホール素子10、11およびコンパレータ15、16は、電源ICを介さずにCPU17に接続されており、ホール素子10、11およびコンパレータ15、16には、CPU17から直接、電力が供給される。   As shown in FIG. 3, the second operation unit 14 includes the Hall elements 10 and 11 described above. The second operation unit 14 includes comparators 15 and 16 to which output signals from the Hall elements 10 and 11 are input, and a CPU 17 connected to the output side of the comparators 15 and 16. In this embodiment, the comparators 15 and 16 and the CPU 17 constitute a signal processing unit 18 that processes output signals output from the Hall elements 10 and 11 that are detection units. The hall elements 10 and 11 and the comparators 15 and 16 are connected to the CPU 17 without going through the power supply IC, and power is directly supplied to the hall elements 10 and 11 and the comparators 15 and 16 from the CPU 17.

通常動作モードにおいては、ホール素子10、11およびコンパレータ15、16に常時、電力が供給されている。また、通常動作モードにおいては、信号処理部18は、ホール素子10から出力される出力信号に基づいて矩形波状の検出信号S1(図4参照)を生成するとともに、ホール素子11から出力される出力信号に基づいて矩形波状の検出信号S2(図4参照)を生成する。上述のように、センサ磁石8の、ホール素子10、11との対向面には、その周方向において、N極とS極とが1極ずつ形成されているため、回転体が1回転すると、1周期分の検出信号S1、S2が生成される。また、上述のように、ホール素子10、11は、センサ磁石8の中心に対して互いに90°ずれた位置に配置されているため、図4に示すように、検出信号S1の位相と検出信号S2の位相とは、90°ずれている。   In the normal operation mode, power is always supplied to the Hall elements 10 and 11 and the comparators 15 and 16. Further, in the normal operation mode, the signal processing unit 18 generates a rectangular wave detection signal S1 (see FIG. 4) based on the output signal output from the Hall element 10, and the output output from the Hall element 11 A rectangular wave detection signal S2 (see FIG. 4) is generated based on the signal. As described above, since the N pole and the S pole are formed in the circumferential direction on the surface of the sensor magnet 8 facing the Hall elements 10 and 11, when the rotating body makes one rotation, Detection signals S1 and S2 for one cycle are generated. Further, as described above, since the Hall elements 10 and 11 are arranged at positions shifted from each other by 90 ° with respect to the center of the sensor magnet 8, the phase of the detection signal S1 and the detection signal are detected as shown in FIG. The phase of S2 is shifted by 90 °.

また、通常動作モードにおいて、信号処理部18は、所定のサンプリング周期で、検出信号S1、S2のレベルをサンプリングする。検出信号S1の位相と検出信号S2の位相とが90°ずれているため、回転体が1回転する間に、検出信号S1のローレベルおよびハイレベルと、検出信号S2のローレベルおよびハイレベルとの組合せとして4つの組合せが生じる。すなわち、図4に示すように、回転体が1回転する間に、4つの領域「area1」〜「area4」が90°ごとに生じる。信号処理部18は、4つの領域「area1」〜「area4」を順次、検出することで、多回転データを生成する。   In the normal operation mode, the signal processing unit 18 samples the levels of the detection signals S1 and S2 at a predetermined sampling period. Since the phase of the detection signal S1 and the phase of the detection signal S2 are shifted by 90 °, the low level and the high level of the detection signal S1 and the low level and the high level of the detection signal S2 are detected during one rotation of the rotating body. As a combination, four combinations are generated. That is, as shown in FIG. 4, four regions “area1” to “area4” are generated every 90 ° during one rotation of the rotating body. The signal processing unit 18 generates multi-rotation data by sequentially detecting the four areas “area1” to “area4”.

一方、バックアップモードにおいては、所定のサンプリング周期で、ホール素子10およびコンパレータ15が起動、停止する。また、信号処理部18は、このサンプリング周期で、ホール素子10から出力される出力信号に基づいて検出信号S1を生成し、検出信号S1のレベルをサンプリングする。バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号S1のレベルが前回のサンプリング時の検出信号S1のレベルと異なる場合には、回転体が回転しているため、以降のサンプリング周期は、後述の第2サンプリング周期T2(図5参照)よりも短い第1サンプリング周期T1(図5参照)となる。また、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号S2のレベルが前回のサンプリング時の検出信号S1のレベルと同じ場合には、回転体が回転していないと推定されるため、以降のサンプリング周期は、第1サンプリング周期T1よりも長い第2サンプリング周期T2となる。   On the other hand, in the backup mode, the Hall element 10 and the comparator 15 are activated and stopped at a predetermined sampling period. Further, the signal processing unit 18 generates the detection signal S1 based on the output signal output from the Hall element 10 in this sampling cycle, and samples the level of the detection signal S1. In the backup mode, when the level of the sampled detection signal S1 is different from the level of the detection signal S1 at the time of the previous sampling, since the rotating body is rotating, the subsequent sampling cycle is a second sampling cycle described later. The first sampling period T1 (see FIG. 5) is shorter than T2 (see FIG. 5). In the backup mode, if the level of the sampled detection signal S2 is the same as the level of the detection signal S1 at the previous sampling, it is estimated that the rotating body is not rotating. The second sampling period T2 is longer than the first sampling period T1.

第1サンプリング周期T1をt1(秒)とし、回転体の最高回転数をN(rpm)とすると、90°ごとに生じる4つの領域「area1」〜「area4」を信号処理部18が順次、検出して、適切な多回転データを生成できるように、t1は、以下の関係を満たしている。
t1<(N/60)/(90/360)
たとえば、Nが6000(rpm)であれば、t1は、2.5(ミリ秒(msec))未満になるため、t1は、2(msec)に設定される。また、第2サンプリング周期T2をt2(秒)すると、t2は、静止状態にある回転体が回転状態へ移行するときの加速を考慮して設定される。たとえば、t1が2(msec)であれば、t2は、5(msec)に設定される。
When the first sampling period T1 is t1 (seconds) and the maximum rotational speed of the rotating body is N (rpm), the signal processing unit 18 sequentially detects four areas “area1” to “area4” that occur every 90 °. Thus, t1 satisfies the following relationship so that appropriate multi-rotation data can be generated.
t1 <(N / 60) / (90/360)
For example, if N is 6000 (rpm), t1 is less than 2.5 (milliseconds (msec)), so t1 is set to 2 (msec). When the second sampling period T2 is t2 (seconds), t2 is set in consideration of acceleration when the rotating body in the stationary state shifts to the rotating state. For example, if t1 is 2 (msec), t2 is set to 5 (msec).

また、バックアップモードにおいては、第1サンプリング周期T1または第2サンプリング周期T2でサンプリングされる検出信号S1のレベルが反転したときに、ホール素子11およびコンパレータ16が起動、停止する。また、信号処理部18は、このときにホール素子11から出力される出力信号に基づいて検出信号S2を生成し、検出信号S2のレベルをサンプリングする。   In the backup mode, the Hall element 11 and the comparator 16 are activated and stopped when the level of the detection signal S1 sampled in the first sampling period T1 or the second sampling period T2 is inverted. Further, the signal processing unit 18 generates the detection signal S2 based on the output signal output from the Hall element 11 at this time, and samples the level of the detection signal S2.

なお、バックアップモードにおけるホール素子10、11および信号処理部18の動作は、エンコーダ1を構成する上述のMPU(図示省略)からの制御指令に基づいて実行される。   The operations of the Hall elements 10 and 11 and the signal processing unit 18 in the backup mode are executed based on a control command from the above-described MPU (not shown) constituting the encoder 1.

(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、主電源3からの電力の供給が停止されるとともに電池4から供給される電力によってエンコーダ1が動作するときに対応するエンコーダ1のモードであるバックアップモードにおいて、所定のサンプリング周期で、ホール素子10およびコンパレータ15が起動、停止し、また、信号処理部18は、このサンプリング周期で、ホール素子10から出力される出力信号に基づいて検出信号S1を生成し、検出信号S1のレベルをサンプリングしている。また、バックアップモードにおいて、所定のサンプリング周期でサンプリングされる検出信号S1のレベルが反転したときに、ホール素子11およびコンパレータ16が起動、停止し、また、信号処理部18は、このときにホール素子11から出力される出力信号に基づいて検出信号S2を生成し、検出信号S2のレベルをサンプリングしている。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, in the backup mode, which is the mode of the encoder 1 corresponding to when the encoder 1 is operated by the power supplied from the battery 4 while the supply of power from the main power supply 3 is stopped, The Hall element 10 and the comparator 15 are started and stopped at a predetermined sampling period, and the signal processing unit 18 generates the detection signal S1 based on the output signal output from the Hall element 10 at this sampling period, The level of the detection signal S1 is sampled. Further, in the backup mode, when the level of the detection signal S1 sampled at a predetermined sampling period is inverted, the Hall element 11 and the comparator 16 are activated and stopped, and the signal processing unit 18 at this time The detection signal S2 is generated based on the output signal output from the signal 11, and the level of the detection signal S2 is sampled.

そのため、本形態では、バックアップモードにおいて、第1サンプリング周期T1または第2サンプリング周期T2で、ホール素子10、11および信号処理部18等の消費電流が間欠的に大きくなり、その結果、図5に示すように、エンコーダ1の消費電流は、間欠的には大きくなるが、常時、大きくはない。たとえば、第1サンプリング周期T1または第2サンプリング周期T2で、エンコーダ1の消費電流は一時的に数ミリアンペア(mA)となるが、その他のときには、エンコーダ1は何も処理をしておらず、エンコーダ1の消費電流は数マイクロアンペア(μA)となる。したがって、本形態では、バックアップモードにおけるエンコーダ1の消費電力(すなわち、主電源3からの電力の供給が停止されバックアップ用の電池4から供給される電力によってエンコーダ1が動作しているときのエンコーダ1の消費電力)を低減させることが可能になる。   Therefore, in this embodiment, in the backup mode, the current consumption of the Hall elements 10, 11 and the signal processing unit 18 and the like is intermittently increased in the first sampling period T1 or the second sampling period T2, and as a result, FIG. As shown, the current consumption of the encoder 1 increases intermittently but is not always large. For example, in the first sampling period T1 or the second sampling period T2, the current consumption of the encoder 1 is temporarily several milliamperes (mA). In other cases, the encoder 1 is not performing any processing, and the encoder 1 The current consumption of 1 is several microamperes (μA). Therefore, in this embodiment, the power consumption of the encoder 1 in the backup mode (that is, the encoder 1 when the power supply from the main power supply 3 is stopped and the encoder 1 is operating with the power supplied from the backup battery 4) Power consumption) can be reduced.

特に本形態では、バックアップモードにおいて、所定のサンプリング周期でサンプリングされる検出信号S1のレベルが反転したときに、ホール素子11およびコンパレータ16が起動、停止し、また、信号処理部18は、このときにホール素子11から出力される出力信号に基づいて検出信号S2を生成し、検出信号S2のレベルをサンプリングしているため、バックアップモードにおけるホール素子11およびコンパレータ16等の消費電力を効果的に低減させることが可能になる。その結果、本形態では、バックアップモードにおけるエンコーダ1の消費電力を効果的に低減させることが可能になる。   In particular, in the present embodiment, in the backup mode, when the level of the detection signal S1 sampled at a predetermined sampling period is inverted, the Hall element 11 and the comparator 16 are activated and stopped, and the signal processing unit 18 Since the detection signal S2 is generated based on the output signal output from the Hall element 11 and the level of the detection signal S2 is sampled, the power consumption of the Hall element 11 and the comparator 16 in the backup mode is effectively reduced. It becomes possible to make it. As a result, in this embodiment, it is possible to effectively reduce the power consumption of the encoder 1 in the backup mode.

本形態では、バックアップモードにおいて、サンプリングされた検出信号S1のレベルが前回のサンプリング時の検出信号S1のレベルと異なる場合、回転体が回転しているため、以降のサンプリング周期が第2サンプリング周期T2よりも短い第1サンプリング周期T1となり、また、サンプリングされた検出信号S2のレベルが前回のサンプリング時の検出信号S1のレベルと同じ場合、回転体が回転していないと推定されるため、以降のサンプリング周期が第1サンプリング周期T1よりも長い第2サンプリング周期T2となる。すなわち、本形態では、回転体が回転している場合に、以降のサンプリング周期が第1サンプリング周期T1となるため、バックアップモードにおいて、エンコーダ1の消費電力を低減しつつ、エンコーダ1によって、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを適切に検出することが可能になる。また、本形態では、回転体が回転していないと推定される場合に、以降のサンプリング周期が第2サンプリング周期T2となるため、バックアップモードにおけるエンコーダ1の消費電力を効果的に低減させることが可能になる。   In this embodiment, in the backup mode, when the level of the sampled detection signal S1 is different from the level of the detection signal S1 at the time of the previous sampling, the rotating body is rotating, so the subsequent sampling period is the second sampling period T2. Since the first sampling cycle T1 is shorter and the level of the sampled detection signal S2 is the same as the level of the detection signal S1 at the previous sampling, it is estimated that the rotating body is not rotating. The sampling period becomes the second sampling period T2 which is longer than the first sampling period T1. That is, in this embodiment, when the rotating body is rotating, the subsequent sampling cycle becomes the first sampling period T1, and therefore, in the backup mode, the rotating body is reduced by the encoder 1 while reducing the power consumption of the encoder 1. Thus, it is possible to appropriately detect how many rotations are from a predetermined origin position. Further, in this embodiment, when it is estimated that the rotating body is not rotating, the subsequent sampling cycle becomes the second sampling cycle T2, so that the power consumption of the encoder 1 in the backup mode can be effectively reduced. It becomes possible.

本形態では、第1サンプリング周期T1をt1(秒)とし、回転体の最高回転数をN(rpm)とすると、t1は、t1<(N/60)/(90/360)の関係を満たしている。そのため、上述のように、90°ごとに生じる4つの領域「area1」〜「area4」を信号処理部18が順次、検出して、適切な多回転データを生成することが可能になる。したがって、本形態では、エンコーダ1によって、回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを適切に検出することが可能になる。   In this embodiment, when the first sampling period T1 is t1 (seconds) and the maximum rotational speed of the rotating body is N (rpm), t1 satisfies the relationship t1 <(N / 60) / (90/360). ing. Therefore, as described above, the signal processing unit 18 can sequentially detect the four regions “area1” to “area4” that occur every 90 °, and generate appropriate multi-rotation data. Therefore, in this embodiment, the encoder 1 can appropriately detect how many times the rotating body is rotating from the predetermined origin position.

本形態では、ホール素子10、11およびコンパレータ15、16は、電源ICを介さずにCPU17に接続されており、ホール素子10、11およびコンパレータ15、16には、CPU17から直接、電力が供給される。すなわち、本形態では、ホール素子10、11およびコンパレータ15、16に電力を供給するための電源ICが設けられていない。そのため、本形態では、エンコーダ1の構成を簡素化することが可能になる。   In this embodiment, the Hall elements 10 and 11 and the comparators 15 and 16 are connected to the CPU 17 without going through the power supply IC, and power is directly supplied to the Hall elements 10 and 11 and the comparators 15 and 16 from the CPU 17. The That is, in this embodiment, the power supply IC for supplying power to the Hall elements 10 and 11 and the comparators 15 and 16 is not provided. Therefore, in this embodiment, the configuration of the encoder 1 can be simplified.

本形態では、通常動作モードでエンコーダ1が動作しているときに、上位制御部2からの制御指令信号がエンコーダ1に所定時間、入力されないと、エンコーダ1は、通常動作モードからバックアップモードに移行する。すなわち、本形態では、上位制御部2からの制御指令信号がエンコーダ1に所定時間、入力されないときには、主電源3に何からのトラブルが生じて上位制御部2が意図的に制御指令信号を出力しない、または、停電等で上位装置が停止している、あるいは、エンコーダ1と上位装置とを接続するケーブルが断線している等の何らかの不具合が発生して、主電源3が停止していると推定されるため、エンコーダ1は、通常動作モードからバックアップモードに移行する。そのため、本形態では、主電源3からエンコーダ1に電力が供給されているか否かを検出するための検出回路をエンコーダ1に設けなくても、電池4から供給される電力によってエンコーダ1が動作していることを推定して、エンコーダ1をバックアップモードに移行させることが可能になる。すなわち、本形態では、エンコーダ1の構成を簡素化しつつ、エンコーダ1をバックアップモードに移行させることが可能になる。   In this embodiment, when the encoder 1 is operating in the normal operation mode, if the control command signal from the host controller 2 is not input to the encoder 1 for a predetermined time, the encoder 1 shifts from the normal operation mode to the backup mode. To do. In other words, in this embodiment, when the control command signal from the host control unit 2 is not input to the encoder 1 for a predetermined time, a trouble occurs in the main power source 3 and the host control unit 2 intentionally outputs the control command signal. If the main power supply 3 is stopped due to some trouble such as failure or failure of the host device due to a power failure, or disconnection of the cable connecting the encoder 1 and the host device. Since it is estimated, the encoder 1 shifts from the normal operation mode to the backup mode. Therefore, in this embodiment, the encoder 1 is operated by the power supplied from the battery 4 without providing the encoder 1 with a detection circuit for detecting whether or not the power is supplied from the main power source 3 to the encoder 1. Therefore, the encoder 1 can be shifted to the backup mode. That is, in this embodiment, it is possible to shift the encoder 1 to the backup mode while simplifying the configuration of the encoder 1.

(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
(Other embodiments)
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

上述した形態では、バックアップモードにおいて、第1サンプリング周期T1または第2サンプリング周期T2でサンプリングされる検出信号S1のレベルが反転したときに、ホール素子11およびコンパレータ16が起動、停止し、また、信号処理部18は、このときにホール素子11から出力される出力信号に基づいて検出信号S2を生成し、検出信号S2のレベルをサンプリングしている。この他にもたとえば、バックアップモードにおいて、ホール素子10およびコンパレータ15と同様に、ホール素子11およびコンパレータ16が、第1サンプリング周期T1または第2サンプリング周期T2で起動、停止し、信号処理部18が、このサンプリング周期で、ホール素子11から出力される出力信号に基づいて検出信号S2を生成し、検出信号S2のレベルをサンプリングしても良い。   In the above-described form, in the backup mode, when the level of the detection signal S1 sampled in the first sampling period T1 or the second sampling period T2 is inverted, the Hall element 11 and the comparator 16 are activated and stopped, and the signal The processing unit 18 generates the detection signal S2 based on the output signal output from the Hall element 11 at this time, and samples the level of the detection signal S2. In addition, for example, in the backup mode, similarly to the Hall element 10 and the comparator 15, the Hall element 11 and the comparator 16 are activated and stopped at the first sampling period T1 or the second sampling period T2, and the signal processing unit 18 is activated. In this sampling cycle, the detection signal S2 may be generated based on the output signal output from the Hall element 11, and the level of the detection signal S2 may be sampled.

上述した形態では、ホール素子10、11およびコンパレータ15、16は、電源ICを介さずにCPU17に接続されている。この他にもたとえば、ホール素子10、11およびコンパレータ15、16は、電源ICを介してCPU17に接続されても良い。   In the embodiment described above, the Hall elements 10 and 11 and the comparators 15 and 16 are connected to the CPU 17 without going through the power supply IC. In addition to this, for example, the Hall elements 10 and 11 and the comparators 15 and 16 may be connected to the CPU 17 via a power supply IC.

上述した形態では、通常動作モードでエンコーダ1が動作しているときに、上位制御部2からの制御指令信号がエンコーダ1に所定時間、入力されないと、エンコーダ1は、通常動作モードからバックアップモードに移行する。この他にもたとえば、主電源3からエンコーダ1に電力が供給されているか否かを検出するための検出回路をエンコーダ1に設け、この検出回路での検出結果に基づいて、エンコーダ1が、通常動作モードからバックアップモードに移行しても良い。   In the above-described embodiment, when the encoder 1 is operating in the normal operation mode, if the control command signal from the host control unit 2 is not input to the encoder 1 for a predetermined time, the encoder 1 switches from the normal operation mode to the backup mode. Transition. In addition to this, for example, a detection circuit for detecting whether or not electric power is supplied from the main power supply 3 to the encoder 1 is provided in the encoder 1, and based on the detection result of the detection circuit, the encoder 1 The operation mode may be shifted to the backup mode.

上述した形態では、エンコーダ1は、磁気式のエンコーダであるが、エンコーダ1は、たとえば、発光素子および受光素子と、発光素子からの光を受光素子へ透過するスリットが形成されたスリット板とを備える光電式のエンコーダであっても良い。また、エンコーダ1は、磁気式または光電式以外の他の形式のエンコーダであっても良い。   In the embodiment described above, the encoder 1 is a magnetic encoder. The encoder 1 includes, for example, a light emitting element and a light receiving element, and a slit plate on which a slit that transmits light from the light emitting element to the light receiving element is formed. It may be a photoelectric encoder provided. In addition, the encoder 1 may be an encoder other than a magnetic type or a photoelectric type.

1 エンコーダ
2 上位制御部
3 主電源
4 電池
10 ホール素子(検出部、一方の検出部)
11 ホール素子(検出部、他方の検出部)
15 コンパレータ
16 コンパレータ
17 CPU
18 信号処理部
S1 検出信号
S2 検出信号
T1 第1サンプリング周期(サンプリング周期)
T2 第2サンプリング周期(サンプリング周期)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Encoder 2 High-order control part 3 Main power supply 4 Battery 10 Hall element (detection part, one detection part)
11 Hall element (detector, other detector)
15 Comparator 16 Comparator 17 CPU
18 Signal processing unit S1 detection signal S2 detection signal T1 first sampling period (sampling period)
T2 Second sampling period (sampling period)

Claims (7)

主電源とバックアップ用の電池とが接続されるとともに回転体の回転角度の絶対位置を検出可能なエンコーダであって、
前記回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを検出するための検出部と、前記検出部から出力される出力信号を処理する信号処理部とを備え、
前記主電源からの電力の供給が停止されるとともに前記電池から供給される電力によって前記エンコーダが動作するときに対応する前記エンコーダのモードをバックアップモードとすると、
前記バックアップモードにおいて、前記検出部は、所定のサンプリング周期で起動、停止し、前記信号処理部は、前記サンプリング周期で、前記検出部から出力される前記出力信号に基づいて矩形波状の検出信号を生成し、かつ、前記検出信号のレベルをサンプリングし、
前記バックアップモードにおいて、サンプリングされた前記検出信号のレベルが前回のサンプリング時の前記検出信号のレベルと異なる場合には、前記サンプリング周期が第1サンプリング周期となり、かつ、サンプリングされた前記検出信号のレベルが前回のサンプリング時の前記検出信号のレベルと同じ場合には、前記サンプリング周期が前記第1サンプリング周期よりも長い第2サンプリング周期となることを特徴とするエンコーダ。
An encoder that is connected to a main power source and a backup battery and can detect the absolute position of the rotation angle of the rotating body,
A detection unit for detecting how many rotations the rotating body rotates from a predetermined origin position, and a signal processing unit for processing an output signal output from the detection unit,
When the supply of power from the main power supply is stopped and the encoder mode corresponding to the operation of the encoder by the power supplied from the battery is a backup mode,
In the backup mode, the detection unit starts and stops at a predetermined sampling period, and the signal processing unit generates a rectangular wave detection signal based on the output signal output from the detection unit at the sampling period. Generating and sampling the level of the detection signal;
In the backup mode, when the level of the sampled detection signal is different from the level of the detection signal at the previous sampling, the sampling period becomes the first sampling period, and the level of the sampled detection signal Is the same as the level of the detection signal at the previous sampling, the sampling period is a second sampling period longer than the first sampling period.
90°位相がずれた前記出力信号を出力する2個の前記検出部を備え、
前記バックアップモードにおいて、2個の前記検出部のうちの一方の前記検出部は、前記サンプリング周期で起動、停止し、かつ、2個の前記検出部のうちの他方の前記検出部は、一方の前記検出部から出力される前記出力信号に基づいて生成された前記検出信号のレベルが反転したときに、起動、停止することを特徴とする請求項1記載のエンコーダ。
Including two detection units that output the output signals that are 90 ° out of phase;
In the backup mode, one of the two detection units is activated and stopped at the sampling period, and the other detection unit of the two detection units is one of the two detection units. The encoder according to claim 1, wherein the encoder is started and stopped when a level of the detection signal generated based on the output signal output from the detection unit is inverted.
90°位相がずれた前記出力信号を出力する2個の前記検出部を備え、
前記第1サンプリング周期をt1(秒)とし、前記回転体の最高回転数をN(rpm)とすると、t1は、
t1<(N/60)/(90/360)
の関係を満たすことを特徴とする請求項1または2記載のエンコーダ。
Including two detection units that output the output signals that are 90 ° out of phase;
When the first sampling period is t1 (seconds) and the maximum rotational speed of the rotating body is N (rpm), t1 is
t1 <(N / 60) / (90/360)
The encoder according to claim 1, wherein the relationship is satisfied.
前記検出部は、ホール素子であり、
前記信号処理部は、前記ホール素子から出力される前記出力信号が入力されるコンパレータと、前記コンパレータの出力側に接続されるCPU(Central Processing Unit)とを備え、
前記ホール素子および前記コンパレータには、前記CPUから直接、電力が供給されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のエンコーダ。
The detection unit is a Hall element,
The signal processing unit includes a comparator to which the output signal output from the Hall element is input, and a CPU (Central Processing Unit) connected to the output side of the comparator,
The encoder according to any one of claims 1 to 3, wherein the hall element and the comparator are directly supplied with electric power from the CPU.
前記主電源から供給される電力によって前記エンコーダが動作するときに対応する前記エンコーダのモードを通常動作モードとすると、
前記エンコーダが搭載される上位装置の制御部である上位制御部からの制御指令信号が前記エンコーダに所定時間、入力されなかったときに、前記通常動作モードから前記バックアップモードに移行することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のエンコーダ。
When the mode of the encoder corresponding to the operation of the encoder by the power supplied from the main power supply is a normal operation mode,
When the control command signal from the host control unit that is the control unit of the host device on which the encoder is mounted is not input to the encoder for a predetermined time, the normal operation mode is shifted to the backup mode. The encoder according to any one of claims 1 to 4.
主電源とバックアップ用の電池とが接続されるとともに回転体の回転角度の絶対位置を検出可能なエンコーダの制御方法であって、
前記主電源からの電力の供給が停止されるとともに前記電池から供給される電力によって前記エンコーダが動作するときに対応する前記エンコーダのモードをバックアップモードとすると、
前記バックアップモードにおいて、所定のサンプリング周期で、前記回転体が所定の原点位置から何回転しているのかを検出するための検出部を起動、停止させ、前記検出部から出力される前記出力信号に基づいて矩形波状の検出信号を生成し、かつ、前記検出信号のレベルをサンプリングするとともに、
前記バックアップモードにおいて、サンプリングされた前記検出信号のレベルが前回のサンプリング時の前記検出信号のレベルと異なる場合には、前記サンプリング周期を第1サンプリング周期とし、かつ、サンプリングされた前記検出信号のレベルが前回のサンプリング時の前記検出信号のレベルと同じ場合には、前記サンプリング周期を前記第1サンプリング周期よりも長い第2サンプリング周期とすることを特徴とするエンコーダの制御方法。
An encoder control method in which a main power source and a backup battery are connected and an absolute position of a rotation angle of a rotating body can be detected,
When the supply of power from the main power supply is stopped and the encoder mode corresponding to the operation of the encoder by the power supplied from the battery is a backup mode,
In the backup mode, a detection unit for detecting how many rotations the rotating body is rotating from a predetermined origin position is started and stopped at a predetermined sampling period, and the output signal output from the detection unit is Generating a rectangular wave-shaped detection signal based on the sampling level and sampling the level of the detection signal;
In the backup mode, when the level of the sampled detection signal is different from the level of the detection signal at the previous sampling, the sampling period is set as the first sampling period, and the level of the sampled detection signal Is the same as the level of the detection signal at the previous sampling, the sampling period is set to a second sampling period longer than the first sampling period.
前記主電源から供給される電力によって前記エンコーダが動作するときに対応する前記エンコーダのモードを通常動作モードとすると、
前記エンコーダが搭載される上位装置の制御部である上位制御部からの制御指令信号が前記エンコーダに所定時間、入力されなかったときに、前記通常動作モードから前記バックアップモードに前記エンコーダを移行させることを特徴とする請求項6記載のエンコーダの制御方法。
When the mode of the encoder corresponding to the operation of the encoder by the power supplied from the main power supply is a normal operation mode,
Causing the encoder to shift from the normal operation mode to the backup mode when a control command signal from a host controller that is a controller of a host device in which the encoder is mounted is not input to the encoder for a predetermined time. An encoder control method according to claim 6.
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