JP2019109093A - Rotary encoder, driving device, torque sensor, robot, and laser beam machine - Google Patents

Rotary encoder, driving device, torque sensor, robot, and laser beam machine Download PDF

Info

Publication number
JP2019109093A
JP2019109093A JP2017241040A JP2017241040A JP2019109093A JP 2019109093 A JP2019109093 A JP 2019109093A JP 2017241040 A JP2017241040 A JP 2017241040A JP 2017241040 A JP2017241040 A JP 2017241040A JP 2019109093 A JP2019109093 A JP 2019109093A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
respect
sensor unit
rotary encoder
degrees
rotation axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017241040A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
上田 伸治
Shinji Ueda
伸治 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2017241040A priority Critical patent/JP2019109093A/en
Publication of JP2019109093A publication Critical patent/JP2019109093A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

To reduce a measurement difference due to electric noise.SOLUTION: An optical scale 201 has multiple patterns 202 that are periodically arranged at an equal pitch. A sensor head 211 reads a pattern 202 of the optical scale 201 and outputs an A-phase signal S1a and a B-phase signal S1b. The sensor head 212 is arranged to face the sensor head 211 across a rotation axial line O, so as to read the pattern 202 of the optical scale 201 and to output an A-phase signal S2a and a B-phase signal S2b. The phases of the A-phase signal S1a and the A-phase signal S2a are allowed to mutually differ by 180 degrees by the pattern 202 and arrangement relation between the sensor head 211 and the sensor head 212, and also the phases of the B-phase signal S1b and the B-phase signal S2b are allowed to mutually differ by 180 degrees.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ロータリエンコーダに関する。   The present invention relates to a rotary encoder.

一般に、ロボットやレーザ加工機などの産業機器の制御に、ロータリエンコーダが用いられている。例えば、ロボットやレーザ加工機は、モータを有しており、モータの位置制御にロータリエンコーダが用いられている。また、ロータリエンコーダは、トルクセンサにも適用されている。   Generally, a rotary encoder is used to control industrial equipment such as a robot and a laser processing machine. For example, robots and laser processing machines have a motor, and a rotary encoder is used for position control of the motor. The rotary encoder is also applied to a torque sensor.

一般に、ロータリエンコーダは、回転ディスクと、回転ディスクに対向して配置されたセンサヘッドとを有しており、センサヘッドから回転ディスクの回転位置に応じた周期信号が出力される。センサヘッドに対する回転ディスクの相対的な位置がずれる、即ち回転ディスクが偏心すると、正確な回転位置の情報が得られなくなる。特許文献1には、2つのセンサヘッドを180度対向する位置に配置し、各センサヘッドの検知結果を平均することで回転ディスクの偏心成分をキャンセルするロータリエンコーダが提案されている。   In general, a rotary encoder has a rotary disk and a sensor head arranged to face the rotary disk, and a periodic signal corresponding to the rotational position of the rotary disk is output from the sensor head. If the relative position of the rotary disk with respect to the sensor head is deviated, that is, if the rotary disk is decentered, accurate rotational position information can not be obtained. Patent Document 1 proposes a rotary encoder in which two sensor heads are disposed at positions facing each other 180 degrees, and the detection result of each sensor head is averaged to cancel the eccentricity component of the rotary disk.

特許第4956217号公報Patent No. 4956217 gazette

ところで、ロータリエンコーダはもちろん、ロータリエンコーダを搭載した産業機器には、電源装置が接続されており、電源装置からの電力の供給を受けて動作する。したがって、雷サージや他の機器からの電気ノイズが、電源装置を通じてロータリエンコーダに侵入し、センサヘッドからの周期信号に電気ノイズが重畳することがあった。また、別の機器から放射される電気ノイズが、信号線を伝搬する周期信号に重畳することがあった。そのため、周期信号に基づいて求められる回転ディスクの回転位置に、電気ノイズに起因する大きな誤差が発生するという問題があった。   By the way, the power supply device is connected to the rotary encoder as well as to the industrial device on which the rotary encoder is mounted, and operates by receiving the supply of power from the power supply device. Therefore, lightning surges and electrical noise from other devices may enter the rotary encoder through the power supply device, and electrical noise may be superimposed on the periodic signal from the sensor head. In addition, electrical noise emitted from another device may be superimposed on the periodic signal propagating through the signal line. Therefore, there has been a problem that a large error resulting from the electrical noise occurs at the rotational position of the rotary disk determined based on the periodic signal.

そこで、本発明は、電気ノイズに起因する測定誤差を小さくすることを目的とする。   Then, an object of the present invention is to reduce a measurement error caused by electrical noise.

本発明のロータリエンコーダは、等しいピッチで周期的に配置された複数のパターンを有し、回転軸線を中心に回転する回転部と、前記パターンを読み取り、第1周期信号、及び前記第1周期信号に対して位相が90度異なる第2周期信号を出力する第1センサ部と、前記回転軸線を挟んで前記第1センサ部と対向して配置され、前記パターンを読み取り、第3周期信号、及び前記第3周期信号に対して位相が90度異なる第4周期信号を出力する第2センサ部と、を備え、前記複数のパターン、前記第1センサ部及び前記第2センサ部は、前記第1周期信号を前記第3周期信号に対して位相が180度異なり、かつ前記第2周期信号を前記第4周期信号に対して位相が180度異なるように配置されていることを特徴とする。   The rotary encoder according to the present invention has a plurality of patterns periodically arranged at equal pitches, and a rotating portion that rotates about a rotation axis, and reads the pattern, and a first periodic signal and the first periodic signal A first sensor unit that outputs a second periodic signal that is 90 ° out of phase with the first sensor unit, and the first sensor unit is disposed to face the first sensor unit with the rotation axis interposed therebetween, and the pattern is read; And a second sensor unit that outputs a fourth periodic signal whose phase is different by 90 degrees with respect to the third periodic signal, wherein the plurality of patterns, the first sensor unit, and the second sensor unit The phase of the periodic signal is 180 degrees different from that of the third periodic signal, and the phase of the second periodic signal is 180 degrees different from that of the fourth periodic signal.

本発明によれば、電気ノイズに起因する測定誤差が小さくなる。   According to the present invention, the measurement error caused by the electrical noise is reduced.

第1実施形態に係るロータリエンコーダの説明図である。It is explanatory drawing of the rotary encoder which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態における光学スケールの平面図である。It is a top view of the optical scale in a 1st embodiment. 第1実施形態におけるA相信号及びB相信号の関係を示すリサージュ図形である。It is a Lissajous figure which shows the relationship of A-phase signal and B-phase signal in 1st Embodiment. 第1実施形態においてセンサヘッドから得られるエンコーダ信号の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the encoder signal obtained from a sensor head in 1st Embodiment. (a)及び(b)は、第1実施形態における実験結果を示すグラフである。(A) And (b) is a graph which shows the experimental result in 1st Embodiment. (a)及び(b)は、第1実施形態における実験結果を示すグラフである。(A) And (b) is a graph which shows the experimental result in 1st Embodiment. (a)及び(b)は、第1実施形態における実験結果を示すグラフである。(A) And (b) is a graph which shows the experimental result in 1st Embodiment. 比較例においてセンサヘッドから得られるエンコーダ信号の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the encoder signal obtained from a sensor head in a comparative example. (a)及び(b)は、比較例における実験結果を示すグラフである。(A) And (b) is a graph which shows the experimental result in a comparative example. (a)及び(b)は、比較例における実験結果を示すグラフである。(A) And (b) is a graph which shows the experimental result in a comparative example. (a)及び(b)は、比較例における実験結果を示すグラフである。(A) And (b) is a graph which shows the experimental result in a comparative example. (a)は、第2実施形態に係るロータリエンコーダの光学スケール及びセンサヘッドの平面図である。(b)は、第2実施形態におけるパターン群とセンサヘッドとの配置関係を示す説明図である。(A) is a top view of the optical scale of a rotary encoder concerning a 2nd embodiment, and a sensor head. (B) is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship between the pattern group in 2nd Embodiment, and a sensor head. (a)は、第3実施形態に係るロータリエンコーダの光学スケール及びセンサヘッドの平面図である。(b)は、第3実施形態におけるパターン群とセンサヘッドとの配置関係を示す説明図である。(A) is a top view of the optical scale of a rotary encoder concerning a 3rd embodiment, and a sensor head. (B) is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship between the pattern group in 3rd Embodiment, and a sensor head. 第4実施形態に係るロボットの斜視図である。It is a perspective view of the robot concerning a 4th embodiment. 第5実施形態に係るロボットの1つの関節まわりの説明図である。It is an explanatory view around one joint of a robot concerning a 5th embodiment. 第5実施形態に係るトルクセンサの斜視図である。It is a perspective view of a torque sensor concerning a 5th embodiment. 第6実施形態に係るレーザ加工機の模式図である。It is a schematic diagram of the laser processing machine concerning 6th Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るロータリエンコーダ100の説明図である。ロータリエンコーダ100は、インクリメンタル形の光学式エンコーダである。また、ロータリエンコーダ100は、透過型又は反射型のいずれでもよいが、第1実施形態では反射型のエンコーダである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First Embodiment
FIG. 1 is an explanatory view of a rotary encoder 100 according to the first embodiment. The rotary encoder 100 is an incremental optical encoder. The rotary encoder 100 may be either transmissive or reflective, but is a reflective encoder in the first embodiment.

ロータリエンコーダ100は、エンコーダ本体200と、処理部の一例である処理回路300と、を備えている。エンコーダ本体200は、回転部の一例である光学スケール201と、光学スケール201に対向して配置された、第1センサ部であるセンサヘッド211及び第2センサ部であるセンサヘッド212とを有する。センサヘッド211,212と処理回路300とは信号線L1,L2で接続されている。   The rotary encoder 100 includes an encoder main body 200 and a processing circuit 300 which is an example of a processing unit. The encoder main body 200 includes an optical scale 201 which is an example of a rotating unit, and a sensor head 211 which is a first sensor unit and a sensor head 212 which is a second sensor unit, which are disposed to face the optical scale 201. The sensor heads 211 and 212 and the processing circuit 300 are connected by signal lines L1 and L2.

図2は、光学スケール201の平面図である。光学スケール201は、回転軸線Oを中心に回転する円盤状の部材であり、等しいピッチ(回転軸線Oを中心とする角度)Pで周期的に配置された複数のパターン202を有する。複数のパターン202は、相対的に光の反射率が低い(即ち光を吸収又は透過する)部材、例えばガラス基板に、相対的に光の反射率が高い部材、例えばクロム反射膜をパターニングして構成されている。複数のパターン202は、回転軸線Oを中心とする半径方向Rに放射状に延び、かつ回転軸線Oを中心とする円周方向Cに一周に亘って配置されている。半径方向Rは、回転軸線Oの延びる方向に対して直交する方向である。また、円周方向Cは、半径方向R及び回転軸線Oの延びる方向に対して直交する方向であって、回転軸線Oを中心に回転する方向である。   FIG. 2 is a plan view of the optical scale 201. FIG. The optical scale 201 is a disk-shaped member that rotates about the rotation axis O, and has a plurality of patterns 202 periodically arranged at equal pitches (angles about the rotation axis O) P. The plurality of patterns 202 are formed by patterning a member having a relatively high light reflectance, such as a chromium reflection film, on a member having a relatively low light reflectance (that is, absorbing or transmitting light), such as a glass substrate. It is configured. The plurality of patterns 202 radially extend in a radial direction R centered on the rotation axis O, and are arranged along a circumferential direction C centered on the rotation axis O. The radial direction R is a direction orthogonal to the direction in which the rotation axis O extends. The circumferential direction C is a direction orthogonal to the radial direction R and the direction in which the rotation axis O extends, and is a direction that rotates about the rotation axis O.

図1に示すように、センサヘッド211,212及び処理回路300は、電源装置400により電力が供給されて動作する。電源装置400は、商用電源などから供給される交流電力を直流電力に変換して、センサヘッド211,212及び処理回路300に電力を供給する。   As shown in FIG. 1, the sensor heads 211 and 212 and the processing circuit 300 are supplied with power by the power supply device 400 and operate. The power supply device 400 converts AC power supplied from a commercial power source or the like into DC power, and supplies power to the sensor heads 211 and 212 and the processing circuit 300.

センサヘッド212は、回転軸線Oを挟んでセンサヘッド211と対向して配置されている。センサヘッド211は、例えば発光ダイオード又はレーザダイオードで構成された発光部221と、例えばフォトダイオードで構成された受光部231と、を有して構成される。センサヘッド212は、センサヘッド211と同様の構成であり、例えば発光ダイオード又はレーザダイオードで構成された発光部222と、例えばフォトダイオードで構成された受光部232と、を有して構成される。各センサヘッド211,212の各発光部221,222は、パターン202に光を照射する。各受光部231,232は、パターン202の反射光を受光して光電変換し、反射光量(光の強弱)に応じた電気信号であるエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bを、信号線L1,L2を介して処理回路300に出力する。   The sensor head 212 is disposed to face the sensor head 211 across the rotation axis O. The sensor head 211 is configured to include a light emitting unit 221 formed of, for example, a light emitting diode or a laser diode, and a light receiving unit 231 formed of, for example, a photodiode. The sensor head 212 has the same configuration as the sensor head 211, and includes, for example, a light emitting unit 222 configured by a light emitting diode or a laser diode, and a light receiving unit 232 configured by, for example, a photodiode. The light emitting units 221 and 222 of the sensor heads 211 and 212 emit light to the pattern 202. The respective light receiving portions 231 and 232 receive the reflected light of the pattern 202 and perform photoelectric conversion, and encoder signals S1a, S1b, S2a and S2b which are electric signals according to the reflected light amount (the intensity of light) are transmitted to the signal lines L1 and L2. It outputs to the processing circuit 300 via L2.

つまり、センサヘッド211は、パターン202を読み取り、エンコーダ信号として、正弦波状のA相信号(第1周期信号)S1a、及びA相信号に対して位相が90度異なる正弦波状のB相信号(第2周期信号)S1bを出力する。同様に、センサヘッド212は、パターン202を読み取り、エンコーダ信号として、正弦波状のA相信号(第3周期信号)S2a、及びA相信号S2aに対して位相が90度異なる正弦波状のB相信号(第4周期信号)S2bを出力する。   That is, the sensor head 211 reads the pattern 202, and as an encoder signal, a sinusoidal A-phase signal (first periodic signal) S1a and a sinusoidal B-phase signal having a phase difference of 90 degrees with respect to the A-phase signal 2 period signal) S1 b is output. Similarly, the sensor head 212 reads the pattern 202, and as an encoder signal, a sinusoidal A-phase signal (third periodic signal) S2a and a sinusoidal B-phase signal having a phase difference of 90 degrees with respect to the A-phase signal S2a (Fourth period signal) S2b is output.

センサヘッド211は、光学スケール201の回転位置(回転角度)の増減に応じて、位相を進め又は遅らせて、エンコーダ信号S1a,S1bを出力する。同様に、センサヘッド212は、光学スケール201の回転位置(回転角度)の増減に応じて、位相を進め又は遅らせて、エンコーダ信号S2a,S2bを出力する。第1実施形態では、センサヘッド211,212は、光学スケール201のピッチPと同じ周期で正弦波状のエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bを出力する。   The sensor head 211 advances or delays the phase according to the increase or decrease of the rotational position (rotational angle) of the optical scale 201, and outputs encoder signals S1a and S1b. Similarly, the sensor head 212 advances or delays the phase according to the increase or decrease of the rotational position (rotational angle) of the optical scale 201, and outputs encoder signals S2a and S2b. In the first embodiment, the sensor heads 211 and 212 output sinusoidal encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b in the same cycle as the pitch P of the optical scale 201.

また、各センサヘッド211,212は、原点位置において、不図示のZ相信号を出力する。Z相信号からエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bの波数を数えることによって、光学スケール201の現在位置を測定することができる。   Each sensor head 211, 212 outputs a Z phase signal (not shown) at the origin position. The current position of the optical scale 201 can be measured by counting the wave numbers of the encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b from the Z-phase signal.

センサヘッド211とセンサヘッド212とは、回転軸線Oに対して相互に180度回転対称な位置に配置されている。   The sensor head 211 and the sensor head 212 are arranged at 180 ° rotational symmetry with each other with respect to the rotation axis O.

パターン202のピッチをP[rad]、光学スケール201の実際の回転角度をθ[rad]とすると、エンコーダ信号S1a,S1bは、以下の式(1)及び式(2)で表される。
S1a=cos(P×θ)・・・(1)
S1b=sin(P×θ)・・・(2)
Assuming that the pitch of the pattern 202 is P [rad] and the actual rotation angle of the optical scale 201 is θ m [rad], the encoder signals S1a and S1b are expressed by the following equations (1) and (2).
S1a = cos (P × θ m ) (1)
S1b = sin (P × θ m ) (2)

また、エンコーダ信号S2a,S2bは、以下の式(3)及び式(4)で表される。
S2a=cos(P×(θ+π))・・・(3)
S2b=sin(P×(θ+π))・・・(4)
The encoder signals S2a and S2b are expressed by the following equations (3) and (4).
S2a = cos (P × (θ m + π)) (3)
S2b = sin (P × (θ m + π)) (4)

処理回路300は、アナログデジタル変換手段の一例であるA/D変換器311,312と、二値化手段の一例であるコンパレータ321,322と、計数手段の一例であるカウンタ331,332と、演算手段の一例である演算回路350と、を備えている。   The processing circuit 300 includes A / D converters 311 and 312, which are an example of analog-to-digital conversion means, comparators 321 and 322, which is an example of binarization means, counters 331 and 332, which are an example of counting means, And an arithmetic circuit 350 which is an example of the means.

コンパレータ321は、エンコーダ信号S1a,S1bを二値化した矩形波状の二値化信号をカウンタ331に出力する。コンパレータ322は、エンコーダ信号S2a,S2bを二値化した矩形波状の二値化信号をカウンタ332に出力する。   The comparator 321 outputs a rectangular wave binarized signal obtained by binarizing the encoder signals S1a and S1b to the counter 331. The comparator 322 outputs a rectangular wave binarized signal obtained by binarizing the encoder signals S2a and S2b to the counter 332.

カウンタ331は、入力を受けた二値化信号に基づき、波数をカウントアップ又はカウントダウンして、カウント値、即ち波数値を演算回路350に出力する。カウンタ332は、入力を受けた二値化信号に基づき、波数をカウントアップ又はカウントダウンして、カウント値、即ち波数値を演算回路350に出力する。   The counter 331 counts up or down the wave number based on the input binarized signal, and outputs the count value, that is, the wave value to the arithmetic circuit 350. The counter 332 counts up or down the wave number based on the input binarized signal, and outputs the count value, that is, the wave value to the arithmetic circuit 350.

演算回路350は、例えばマイクロコンピュータで構成され、CPU、ROM、RAM、I/Oなどを有する。演算回路350は、カウンタ331から受けた波数値(カウント値)に対応する回転量として、角度分解能π/2Pの位置情報Count1を求める。また、演算回路350は、カウンタ332から受けた波数値(カウント値)に対応する回転量として、角度分解能π/2Pの位置情報Count2を求める。   The arithmetic circuit 350 is formed of, for example, a microcomputer, and includes a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and the like. Arithmetic circuit 350 obtains position information Count1 of angular resolution π / 2P as a rotation amount corresponding to the wave value (count value) received from counter 331. Further, the arithmetic circuit 350 obtains position information Count2 of angular resolution π / 2P as a rotation amount corresponding to the wave value (count value) received from the counter 332.

一方、A/D変換器311は、A相及びB相信号S1a,S1bをA/D変換し、演算回路350に出力する。同様に、A/D変換器312は、A相及びB相信号S2a,S2bをA/D変換し、演算回路350に出力する。   On the other hand, the A / D converter 311 performs A / D conversion on the A-phase and B-phase signals S1a and S1b, and outputs the converted signals to the arithmetic circuit 350. Similarly, the A / D converter 312 A / D converts the A-phase and B-phase signals S2a and S2b, and outputs the result to the arithmetic circuit 350.

演算回路350は、角度分解能π/2P以下の高い分解能で、以下の式(5)〜(7)に示す関係式に従い、逆正接関数を用いて内挿演算を行い、光学スケール201の測定角度θを求める。
θ=1/P×atan2(S1b,S1a)+Count1・・・(5)
θ=1/P×atan2(S2b,S2a)+Count2・・・(6)
θ=(θ+θ)/2・・・(7)
The arithmetic circuit 350 interpolates using the inverse tangent function according to the relational expressions shown in the following equations (5) to (7) with a high resolution of angular resolution π / 2 P or less, and the measurement angle of the optical scale 201 Determine θ.
θ 1 = 1 / P × a tan 2 (S 1 b, S 1 a) + Count 1 (5)
θ 2 = 1 / P × a tan 2 (S 2 b, S 2 a) + Count 2 (6)
θ = (θ 1 + θ 2 ) / 2 (7)

なお、atan2(X,Y)は、プログラミング言語であるC言語の「math.h」に定義されている4象限の逆正接を求める関数であり、0〜2π[rad]の位相値を取る。θ[rad]は、センサヘッド211から求まる光学スケール201の測定角度(第1回転量)である。θ[rad]は、センサヘッド212から求まる光学スケール201の測定角度(第2回転量)である。演算回路350は、上述したカウント処理と、内挿演算処理とで、A相,B相信号S1a,S1bに基づく測定角度θと、A相,B相信号S2a,S2bに基づく測定角度θとを平均して、光学スケール201の回転位置である測定角度θを求める。これにより、センサヘッド211,212に対する光学スケール201の偏心をキャンセルした測定角度θが得られる。 Here, a tan 2 (X, Y) is a function for obtaining the arctangent of four quadrants defined in “math. H” of C language which is a programming language, and takes a phase value of 0 to 2π [rad]. θ 1 [rad] is a measurement angle (first rotation amount) of the optical scale 201 obtained from the sensor head 211. θ 2 [rad] is a measurement angle (second rotation amount) of the optical scale 201 obtained from the sensor head 212. Arithmetic circuit 350, a counting processing described above, in the interpolation calculation processing, A-phase, B-phase signal S1a, and measuring the angle theta 1 which is based on S 1 b, A-phase, B-phase signal S2a, based on S2b measured angle theta 2 To determine the measurement angle θ which is the rotational position of the optical scale 201. As a result, the measurement angle θ at which the eccentricity of the optical scale 201 with respect to the sensor heads 211 and 212 is canceled is obtained.

ところで、ロータリエンコーダ100は、工場などに配置される各種の産業機器に搭載されることが多い。そのため、電源装置400を介して、又は空間を介して、エンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bに電気ノイズが重畳される。エンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bには、各エンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bに同相の電気ノイズNとして重畳され、以下の式のように表される。
S1a=cos(P×θ)+N
S1b=sin(P×θ)+N
S2a=cos(P×(θ+π))+N
S2b=sin(P×(θ+π))+N
By the way, the rotary encoder 100 is often mounted on various industrial devices disposed in a factory or the like. Therefore, electrical noise is superimposed on the encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b through the power supply device 400 or through space. The encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b are superimposed as the electrical noise N in phase with the encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b, and are expressed by the following equations.
S1a = cos (P × θ m ) + N
S1b = sin (P × θ m ) + N
S2a = cos (P × (θ m + π)) + N
S2b = sin (P × (θ m + π)) + N

そのため、エンコーダ信号から求まる測定角度θには、実際の角度θに対して、測定誤差を持つこととなる。第1実施形態では、パターン202及びセンサヘッド211,212は、A相信号S1aとA相信号S2aとが180度位相が異なり、かつB相信号S1bとB相信号S2bとが180度位相が異なるように配置されている。換言すれば、4つのエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bの位相が90度ずつ異なる。 Therefore, the measurement angle theta which is obtained from the encoder signal, so that the relative actual angle theta m, with a measurement error. In the first embodiment, in the pattern 202 and the sensor heads 211 and 212, the A-phase signal S1a and the A-phase signal S2a have a phase difference of 180 degrees, and the B-phase signal S1b and the B phase signal S2b have a phase difference of 180 degrees. It is arranged as. In other words, the phases of the four encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b differ by 90 degrees.

具体的に説明すると、センサヘッド211とセンサヘッド212とを、回転軸線Oに対して互いに180度回転対称な位置に配置し、かつ等しいピッチPで配置されるパターン202の数を奇数としている。したがって、パターン202の数を奇数とすることで、パターン202とセンサヘッド211との相対位置に対して、パターン202とセンサヘッド212との相対位置が、ピッチPの半分ずれることになる。つまり、センサヘッド211,212から出力される信号が互いに半周期(180度)ずれることになる。このようなパターン202、センサヘッド211及びセンサヘッド212の配置関係により、A相信号S1aとA相信号S2aとを互いに180度位相を異ならせ、かつB相信号S1bとB相信号S2bとを互いに180度位相を異ならせている。   Specifically, the sensor head 211 and the sensor head 212 are disposed at positions rotationally symmetrical to each other by 180 degrees with respect to the rotation axis O, and the number of the patterns 202 disposed at equal pitches P is an odd number. Therefore, by setting the number of patterns 202 to an odd number, the relative position between the pattern 202 and the sensor head 212 is shifted by half the pitch P with respect to the relative position between the pattern 202 and the sensor head 211. That is, the signals output from the sensor heads 211 and 212 are shifted by a half cycle (180 degrees). The arrangement relationship between the pattern 202, the sensor head 211 and the sensor head 212 makes the A-phase signal S1a and the A-phase signal S2a different in phase by 180 degrees, and the B-phase signal S1b and the B-phase signal S2b mutually different. 180 degrees out of phase.

図3は、A相信号及びB相信号の関係を示すリサージュ図形である。横軸をA相信号S1a,S2aの信号レベル、縦軸をB相信号S1b,S2bの信号レベルとしている。電気ノイズNがエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bに重畳していなければ、破線で示す円形のリサージュ波形となる。電気ノイズNがエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bに重畳していない場合、センサヘッド211からのA相信号S1aとB相信号S1bとの逆正接演算で得られる位相をφ10とする。電気ノイズNがエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bに重畳していない場合、センサヘッド212からのA相信号S2aとB相信号S2bとの逆正接演算で得られる位相をφ20とする。位相φ10と位相φ20とは、互いに180度異なる。図3では、位相φ10が135度、位相φ20が315度(−45度)の場合を例に図示している。 FIG. 3 is a Lissajous figure showing the relationship between the A-phase signal and the B-phase signal. The horizontal axis is the signal level of the A-phase signals S1a and S2a, and the vertical axis is the signal level of the B-phase signals S1b and S2b. If the electrical noise N is not superimposed on the encoder signals S1a, S1b, S2a and S2b, a circular Lissajous waveform shown by a broken line is obtained. Electrical noise N encoder signals S1a, S1b, S2a, if not superimposed on S2b, an A-phase signal S1a and the phase obtained by arctangent calculation of the B-phase signal S1b from the sensor head 211 and phi 10. Electrical noise N encoder signals S1a, S1b, S2a, if not superimposed on S2b, the resulting phase with arctangent calculation with the A-phase signal S2a and the B-phase signal S2b from the sensor head 212 and phi 20. The phase φ 10 and the phase φ 20 differ from each other by 180 degrees. In FIG. 3, the case where the phase φ 10 is 135 degrees and the phase φ 20 is 315 degrees (−45 degrees) is illustrated as an example.

各エンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bに電気ノイズNが重畳すると、円形のリサージュ波形が、実線で示すように45度の方向にずれる。このとき、A相信号S1aとB相信号S1bとの逆正接演算で得られる位相をφ、A相信号S2aとB相信号S2bとの逆正接演算で得られる位相をφとする。 When the electrical noise N is superimposed on each of the encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b, the circular Lissajous waveform deviates in the direction of 45 degrees as indicated by a solid line. At this time, the phase obtained by arctangent calculation of the phase obtained by arctangent calculation of the A-phase signal S1a and the B-phase signal S 1 b phi 1, A-phase signal S2a and the B-phase signal S2b and phi 2.

図3の例では、位相φは、電気ノイズNの影響により、位相φ10に対して誤差Δφだけ小さくなる。一方、位相φは、電気ノイズNの影響により、位相φ20に対して誤差Δφだけ大きくなる。 In the example of FIG. 3, the phase φ 1 is smaller than the phase φ 10 by the error Δφ 1 due to the influence of the electrical noise N. On the other hand, phase φ 2 becomes larger than phase φ 20 by error Δφ 2 due to the influence of electrical noise N.

第1実施形態では、式(7)に示すように、2つの測定角度θ,θを平均する、即ち加算して2で除算する演算を施して、測定角度θを求めているので、誤差Δφから誤差Δφが減算されて、電気ノイズNによる変動分がキャンセルされることになる。したがって、電気ノイズNに起因する測定角度θの誤差を小さくすることができ、測定角度θの精度を向上させることができる。 In the first embodiment, as shown in the equation (7), the measurement angle θ is determined by averaging the two measurement angles θ 1 and θ 2, that is, adding and dividing by two. The error Δφ 1 is subtracted from the error Δφ 2 to cancel the fluctuation due to the electrical noise N. Therefore, the error of the measurement angle θ caused by the electrical noise N can be reduced, and the accuracy of the measurement angle θ can be improved.

なお、A相信号S1aとA相信号S2aとの位相差、及びB相信号S1bとB相信号S2bとの位相差を180度としているが、±10度の許容差を含んでいる。つまり、位相差が180度とは、許容範囲を含んで(180±10)度のことである。   The phase difference between the A-phase signal S1a and the A-phase signal S2a and the phase difference between the B-phase signal S1b and the B-phase signal S2b are 180 degrees, but they include a tolerance of ± 10 degrees. That is, the phase difference of 180 degrees means (180 ± 10) degrees including the allowable range.

また、第1実施形態では、センサヘッド211,212は、ピッチPと同じ周期で正弦波状のエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bを出力する。したがって、パターン202とセンサヘッド211との相対位置に対して、パターン202とセンサヘッド212との相対位置を、ピッチPの半分ずらす構成としている。具体的には、パターン202の数を奇数とし、センサヘッド211,212を回転軸線Oに対して180度回転対称な位置に配置している。このように、パターン202の方をずらす、具体的にはパターン202の数を奇数にするだけの簡単な構成で、エンコーダ信号を90度ずつ位相を異ならせることができる。   In the first embodiment, the sensor heads 211 and 212 output sinusoidal encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b at the same cycle as the pitch P. Therefore, the relative position between the pattern 202 and the sensor head 212 is shifted by half the pitch P with respect to the relative position between the pattern 202 and the sensor head 211. Specifically, the number of patterns 202 is an odd number, and the sensor heads 211 and 212 are disposed at positions rotationally symmetric by 180 degrees with respect to the rotation axis O. As described above, the encoder signals can be made to differ in phase by 90 degrees with a simple configuration in which the pattern 202 is shifted, specifically, the number of the patterns 202 is odd.

以下、第1実施形態におけるロータリエンコーダ100の構成で測定角度θを求めた実験結果と、比較例のロータリエンコーダの構成で測定角度θを求めた実験結果について説明する。   Hereinafter, an experimental result in which the measurement angle θ is obtained by the configuration of the rotary encoder 100 in the first embodiment and an experimental result in which the measurement angle θ is obtained by the configuration of the rotary encoder of the comparative example will be described.

まず、第1実施形態として、パターン202の数を「99」とした場合について実験した結果について説明する。図4は、センサヘッドから得られるエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bの波形を示すグラフである。図4には、光学スケール201の角度が0.3度のときに電気ノイズNが重畳した場合のエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bの波形を図示している。エンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bの振幅(電圧)を「1」と規格化したとき、重畳される電気ノイズN(電圧)を「0.1」とする。第1実施形態では、A相信号S1aとA相信号S2aとが互いに180度位相が異なり、かつB相信号S1bとB相信号S2bとが互いに180度位相が異なる。   First, as a first embodiment, the results of experiments conducted in the case where the number of patterns 202 is “99” will be described. FIG. 4 is a graph showing the waveforms of encoder signals S1a, S1b, S2a, S2b obtained from the sensor head. FIG. 4 illustrates the waveforms of the encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b when the electrical noise N is superimposed when the angle of the optical scale 201 is 0.3 degrees. When the amplitudes (voltages) of the encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b are normalized to “1”, the electrical noise N (voltage) to be superimposed is “0.1”. In the first embodiment, the A-phase signal S1a and the A-phase signal S2a are 180 degrees out of phase with each other, and the B-phase signal S1b and the B phase signal S2b are 180 degrees out of phase with each other.

以下、第1実施形態における実験結果として、光学スケール201の回転角度θに対する測定角度θ,θ,θの誤差θ1err,θ2err,θerrについて説明する。ここで、θ1err=θ−θ,θ2err=θ−θ,θerr=θ−θである。 Hereinafter, the experimental results in the first embodiment, the measurement angle theta 1 with respect to the rotation angle theta m of the optical scale 201, theta 2, the error of θ θ 1err, θ 2err, θ err will be described. Here, θ 1err = θ 1m , θ 2err = θ 2m , and θ err = θ-θ m .

図5(a)、図5(b)、図6(a)、図6(b)、図7(a)及び図7(b)は、第1実施形態における実験結果を示すグラフである。図5(a)、図5(b)、図6(a)、図6(b)、図7(a)及び図7(b)に示す横軸は、光学スケール201の回転角度θであり、0〜2πの範囲を図示している。図5(b)、図6(b)及び図7(b)は、図5(a)、図6(a)及び図7(a)の横軸の一部分(回転角度θの0〜2π/50)を拡大したものである。図5(b)及び図6(b)に示すように、誤差θ1errと誤差θ2errとはほぼ同じ大きさで、符号を反転した角度誤差を持っていることがわかる。そのため、平均(加算)することで、2つの誤差θ1err,θ2errが打ち消し合う。よって、図7(a)及び図7(b)に示すように、誤差θerrの最大値が1.0×10−4[rad]と小さくなる。 5 (a), 5 (b), 6 (a), 6 (b), 7 (a) and 7 (b) are graphs showing experimental results in the first embodiment. The horizontal axes shown in FIGS. 5 (a), 5 (b), 6 (a), 6 (b), 7 (a) and 7 (b) represent the rotation angle θ m of the optical scale 201. Yes, the range of 0 to 2π is illustrated. 5 (b), 6 (b) and 7 (b) are a part of the horizontal axis in FIGS. 5 (a), 6 (a) and 7 (a) (0 to 2π of the rotation angle θ m / 50) is enlarged. As shown in FIGS. 5 (b) and 6 (b), it can be seen that the error θ 1err and the error θ 2err have substantially the same magnitude and have an angle error with the sign reversed. Therefore, by averaging (addition), the two errors θ 1err and θ 2err cancel each other. Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7B, the maximum value of the error θ err decreases to 1.0 × 10 −4 [rad].

比較例として、パターンの数を「100」とした場合について実験した結果について説明する。図8は、比較例においてセンサヘッドから得られるエンコーダ信号の波形を示すグラフである。図8には、光学スケールの角度が0.3度のときに電気ノイズNが重畳した場合のエンコーダ信号の波形を図示している。エンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bの振幅(電圧)を「1」と規格化したとき、重畳される電気ノイズN(電圧)を「0.1」とする。比較例では、A相信号S1aとA相信号S2aとが同位相、かつB相信号S1bとB相信号S2bとが同位相である。   As a comparative example, the results of experiments conducted when the number of patterns is “100” will be described. FIG. 8 is a graph showing the waveform of an encoder signal obtained from the sensor head in the comparative example. FIG. 8 illustrates the waveform of the encoder signal when the electrical noise N is superimposed when the angle of the optical scale is 0.3 degrees. When the amplitudes (voltages) of the encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b are normalized to “1”, the electrical noise N (voltage) to be superimposed is “0.1”. In the comparative example, the A-phase signal S1a and the A-phase signal S2a are in the same phase, and the B-phase signal S1b and the B-phase signal S2b are in the same phase.

以下、比較例の実験結果として、光学スケール201の回転角度θに対する測定角度θ,θ,θの誤差θ1err,θ2err,θerrについて説明する。 Hereinafter, the experimental results of the comparative example, the measurement angle theta 1 with respect to the rotation angle theta m of the optical scale 201, theta 2, the error of θ θ 1err, θ 2err, θ err will be described.

図9(a)、図9(b)、図10(a)、図10(b)、図11(a)及び図11(b)は、比較例の実験結果を示すグラフである。図9(a)、図9(b)、図10(a)、図10(b)、図11(a)及び図11(b)に示す横軸は、光学スケールの回転角度θであり、0〜2πの範囲を図示している。図9(b)、図10(b)及び図11(b)は、図9(a)、図10(a)及び図11(a)の横軸の一部分(回転角度θの0〜2π/50)を拡大したものである。 FIGS. 9 (a), 9 (b), 10 (a), 10 (b), 11 (a) and 11 (b) are graphs showing experimental results of comparative examples. The horizontal axes shown in FIGS. 9 (a), 9 (b), 10 (a), 10 (b), 11 (a) and 11 (b) represent the rotation angle θ m of the optical scale. , 0 to 2π are illustrated. 9 (b), 10 (b) and 11 (b) are a part of the horizontal axes of FIGS. 9 (a), 10 (a) and 11 (a) (0 to 2π of the rotation angle θ m / 50) is enlarged.

図9(b)及び図10(b)に示すように、誤差θ1errと誤差θ2errとはほぼ同じ大きさで、同じ符号の角度誤差を持っていることがわかる。図11(a)及び図11(b)に示すように、誤差θerrの最大値が1.5×10−3[rad]程度である。以上の実験結果から、第1実施形態によれば、比較例よりも、測定角度θの誤差θerrを小さくすることができる。 As shown in FIGS. 9B and 10B, it can be seen that the error θ 1err and the error θ 2err have substantially the same magnitude and have the same sign angular error. As shown in FIGS. 11A and 11B, the maximum value of the error θ err is approximately 1.5 × 10 −3 [rad]. From the above experimental results, according to the first embodiment, the error θ err of the measurement angle θ can be made smaller than that of the comparative example.

[第2実施形態]
第2実施形態に係るロータリエンコーダについて説明する。図12(a)は、第2実施形態に係るロータリエンコーダ100Aの光学スケール及びセンサヘッドの平面図である。ロータリエンコーダ100Aは、エンコーダ本体として、回転部の一例である光学スケール201Aと、センサ部の一例であるセンサヘッド211A,212Aとを有する。センサヘッド211A,212Aは、第1実施形態で説明したセンサヘッド211,212と略同様の構成であり、第1実施形態と略同様の発光部及び受光部を有する。なお、ロータリエンコーダ100Aは、図示は省略するが、第1実施形態と略同様の構成の処理回路300を有する。
Second Embodiment
The rotary encoder according to the second embodiment will be described. FIG. 12A is a plan view of an optical scale and a sensor head of a rotary encoder 100A according to the second embodiment. The rotary encoder 100A includes, as an encoder main body, an optical scale 201A, which is an example of a rotating unit, and sensor heads 211A and 212A, which is an example of a sensor unit. The sensor heads 211A and 212A have substantially the same configuration as the sensor heads 211 and 212 described in the first embodiment, and have a light emitting unit and a light receiving unit substantially the same as the first embodiment. Although not shown, the rotary encoder 100A has a processing circuit 300 having substantially the same configuration as that of the first embodiment.

第2実施形態では、光学スケール201Aの可動範囲が回転軸線Oを中心とする角度で360度未満、例えば±10度である。したがって、光学スケール201Aの可動範囲外においては、パターンが省略されている。   In the second embodiment, the movable range of the optical scale 201A is less than 360 degrees, for example, ± 10 degrees at an angle about the rotation axis O. Therefore, the pattern is omitted outside the movable range of the optical scale 201A.

光学スケール201Aは、回転軸線Oを中心に回転する回転部材210Aと、回転部材210Aに形成された、第1パターン群であるパターン群(スケール片)206A、及び第2パターン群であるパターン群(スケール片)207Aと、を有する。   The optical scale 201A includes a rotating member 210A that rotates about the rotation axis O, a pattern group (scale piece) 206A that is a first pattern group formed on the rotating member 210A, and a pattern group that is a second pattern group ( Scale piece) 207A.

図12(b)は、第2実施形態におけるパターン群206A,207Aとセンサヘッド211A,212Aとの配置関係を示す説明図である。パターン群206Aは、センサヘッド211Aの読取対象であり、センサヘッド211Aに対向するように配置されている。また、パターン群207Aは、センサヘッド212Aの読取対象であり、センサヘッド212Aに対向するように配置されている。各パターン群206A,207Aは、等しいピッチλで周期的に配置された複数のパターン202A,203Aを有する。   FIG. 12B is an explanatory view showing the arrangement of the pattern groups 206A and 207A and the sensor heads 211A and 212A in the second embodiment. The pattern group 206A is a reading target of the sensor head 211A, and is arranged to face the sensor head 211A. The pattern group 207A is a reading target of the sensor head 212A, and is disposed to face the sensor head 212A. Each pattern group 206A, 207A has a plurality of patterns 202A, 203A periodically arranged at an equal pitch λ.

パターン群206Aのパターン202Aは、回転軸線Oを中心とする半径方向Rに直交する直線方向Xにピッチλで等間隔に配置されている。同様に、パターン群207Aのパターン203Aは、回転軸線Oの延びる方向に直交し、かつ回転軸線Oを中心とする半径方向Rに直交する直線方向Xに、ピッチλで等間隔に配置されている。光学スケール201Aの可動範囲が±10度と狭いため、複数のパターン202A,203Aは、製造の容易な直線方向Xに並設しても、円周方向に配置したとみなすことができる。もちろん、複数のパターン202A,203Aを半径方向Rに直交する円周方向に並設してもよい。   The patterns 202A of the pattern group 206A are arranged at equal intervals at a pitch λ in a linear direction X orthogonal to a radial direction R centered on the rotation axis O. Similarly, the patterns 203A of the pattern group 207A are arranged at equal intervals at a pitch λ in a linear direction X orthogonal to the extending direction of the rotation axis O and orthogonal to the radial direction R centered on the rotation axis O . Since the movable range of the optical scale 201A is narrow by ± 10 degrees, the plurality of patterns 202A and 203A can be regarded as being arranged in the circumferential direction even if arranged in parallel in the easy linear direction X of manufacture. Of course, the plurality of patterns 202A and 203A may be arranged in the circumferential direction orthogonal to the radial direction R.

第2実施形態では、各センサヘッド211A,212Aは、光の回折干渉を用いることで、ピッチλより細かい周期で、具体的にはピッチλの半分の周期で、正弦波状のエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bを出力する。ロータリエンコーダ100Aにおいて、光の回折干渉を用いることで、微小な角度変位を高精度に測定することができる。   In the second embodiment, each of the sensor heads 211A and 212A uses sinusoidal diffraction encoder signals S1a and S1b at a period finer than the pitch λ, specifically at a half period of the pitch λ by using diffraction interference of light. , S2a, S2b. In the rotary encoder 100A, minute angular displacement can be measured with high accuracy by using diffraction interference of light.

第2実施形態では、センサヘッド211Aとセンサヘッド212Aとが、回転軸線Oに対して互いに180度回転対称な位置に配置されている。そして、パターン群206Aを回転軸線Oを中心に180度回転させた位置に対して、パターン群207Aが直線方向Xにずれて配置されている。これにより、パターン群206Aに対するセンサヘッド211Aの相対的な位置に対し、パターン群207Aに対するセンサヘッド212Aの相対的な位置が、直線方向Xにずれることになる。   In the second embodiment, the sensor head 211 </ b> A and the sensor head 212 </ b> A are disposed at positions rotationally symmetrical to each other by 180 degrees with respect to the rotation axis O. Then, the pattern group 207A is arranged to be shifted in the linear direction X with respect to the position where the pattern group 206A is rotated 180 degrees around the rotation axis O. As a result, the relative position of the sensor head 212A with respect to the pattern group 207A deviates in the linear direction X with respect to the relative position of the sensor head 211A with respect to the pattern group 206A.

ここで、第2実施形態では、各センサヘッド211A,212Aがピッチλの半分の周期で正弦波状のエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bを出力する。即ち、エンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bにおいて、90度ずつ位相がずれるように、パターン群206Aの180度回転対称な位置に対してパターン群207Aを直線方向Xにピッチλの1/4だけずらしている。このように、パターン群207Aをピッチλの1/4周期分ずらして配置することで、2つのセンサヘッド211A,212Aから得られるA相信号S1a,S2a(B相信号S1b,S2b)において、互いに180度位相を異ならせることができる。これにより、第1実施形態と同様、電気ノイズNが重畳した2つのエンコーダ信号の誤差分が打ち消し合い、求まる測定角度θの誤差θerrを小さくすることができる。 Here, in the second embodiment, each sensor head 211A, 212A outputs sinusoidal encoder signals S1a, S1b, S2a, S2b at a period of half the pitch λ. That is, in the encoder signals S1a, S1b, S2a, and S2b, the pattern group 207A is only 1/4 the pitch λ in the linear direction X with respect to the 180 ° rotational symmetric position of the pattern group 206A so that the phases are shifted by 90 degrees. It is offset. As described above, by arranging the pattern group 207A by a quarter cycle of the pitch λ, the A-phase signals S1a and S2a (B-phase signals S1b and S2b) obtained from the two sensor heads 211A and 212A are mutually different. The 180 degree phase can be made different. As a result, as in the first embodiment, the errors between the two encoder signals on which the electrical noise N is superimposed cancel each other, and the error θ err of the obtained measurement angle θ can be reduced.

[第3実施形態]
第3実施形態に係るロータリエンコーダについて説明する。図13(a)は、第3実施形態に係るロータリエンコーダ100Bの光学スケール及びセンサヘッドの平面図である。ロータリエンコーダ100Bは、エンコーダ本体として、上述の第2実施形態と同様、回転部の一例である光学スケール201Aと、センサ部の一例であるセンサヘッド211A,212Aとを有する。なお、ロータリエンコーダ100Bは、図示は省略するが、第1実施形態と同様の構成の処理回路300を有する。
Third Embodiment
The rotary encoder according to the third embodiment will be described. FIG. 13A is a plan view of an optical scale and a sensor head of a rotary encoder 100B according to a third embodiment. The rotary encoder 100B includes, as an encoder main body, an optical scale 201A, which is an example of a rotating unit, and sensor heads 211A and 212A, which is an example of a sensor unit, as in the second embodiment described above. Although not shown, the rotary encoder 100B has a processing circuit 300 having the same configuration as that of the first embodiment.

図13(b)は、第3実施形態におけるパターン群206A,207Aとセンサヘッド211A,212Aとの配置関係を示す説明図である。第3実施形態では、パターン群206Aとパターン群207Aとが、回転軸線Oに対して互いに180度回転対称な位置に配置されている。そして、センサヘッド211Aを回転軸線Oを中心に180度回転させた位置に対して、センサヘッド212Aが直線方向Xにずれて配置されている。これにより、パターン群206Aに対するセンサヘッド211Aの相対的な位置に対し、パターン群207Aに対するセンサヘッド212Aの相対的な位置が、直線方向Xにずれることになる。   FIG. 13B is an explanatory view showing the arrangement of the pattern groups 206A and 207A and the sensor heads 211A and 212A in the third embodiment. In the third embodiment, the pattern group 206A and the pattern group 207A are arranged at positions rotationally symmetrical by 180 degrees with respect to the rotation axis O. Then, the sensor head 212A is disposed so as to be displaced in the linear direction X with respect to the position where the sensor head 211A is rotated 180 degrees around the rotation axis O. As a result, the relative position of the sensor head 212A with respect to the pattern group 207A deviates in the linear direction X with respect to the relative position of the sensor head 211A with respect to the pattern group 206A.

第3実施形態においても、各センサヘッド211A,212Aがピッチλの半分の周期で正弦波状のエンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bを出力する。即ち、エンコーダ信号S1a,S1b,S2a,S2bが、90度ずつ位相がずれるように、センサヘッド211Aの180度回転対称な位置に対して、センサヘッド212Aを直線方向Xにピッチλの1/4だけずらしている。   Also in the third embodiment, each sensor head 211A, 212A outputs sinusoidal encoder signals S1a, S1b, S2a, S2b at a period of half the pitch λ. That is, the sensor head 212A is displaced by a quarter of the pitch λ in the linear direction X with respect to the 180 ° rotational symmetric position of the sensor head 211A so that the encoder signals S1a, S1b, S2a, S2b are out of phase by 90 degrees. Only shifted.

このように、センサヘッド212Aをピッチλの1/4周期分ずらして配置することで、2つのセンサヘッド211A,212Aから得られるA相信号S1a,S2a(B相信号S1b,S2b)において、互いに180度位相を異ならせることができる。これにより、第1実施形態と同様、電気ノイズNが重畳した2つのエンコーダ信号の誤差分が打ち消し合い、求まる測定角度θの誤差θerrを小さくすることができる。 As described above, by arranging the sensor heads 212A by a quarter cycle of the pitch λ, the A-phase signals S1a and S2a (B-phase signals S1b and S2b) obtained from the two sensor heads 211A and 212A are mutually different. The 180 degree phase can be made different. As a result, as in the first embodiment, the errors between the two encoder signals on which the electrical noise N is superimposed cancel each other, and the error θ err of the obtained measurement angle θ can be reduced.

[第4実施形態]
第4実施形態に係る産業機器の一例であるロボットについて説明する。第4実施形態では、上述の第1実施形態で説明したロータリエンコーダを、ロボットに搭載した場合について説明する。図14は、第4実施形態に係るロボット500の斜視図である。
Fourth Embodiment
The robot which is an example of the industrial equipment concerning a 4th embodiment is explained. In the fourth embodiment, the case where the rotary encoder described in the above-described first embodiment is mounted on a robot will be described. FIG. 14 is a perspective view of a robot 500 according to the fourth embodiment.

図14に示すように、ロボット500は、垂直多関節のロボットであり、マニピュレータであるロボット本体600と、ロボット本体600の動作を制御するロボット制御装置650と、を備えている。   As shown in FIG. 14, the robot 500 is a vertical articulated robot, and includes a robot body 600 that is a manipulator, and a robot control device 650 that controls the operation of the robot body 600.

ロボット本体600は、ロボットアーム601と、ロボットアーム601の先端に取り付けられたエンドエフェクタの一例であるロボットハンド602と、を備えている。ロボットアーム601の基端は、台座に固定されている。ロボットハンド602は、部品やツール等のワークWを把持するものである。   The robot main body 600 includes a robot arm 601 and a robot hand 602 which is an example of an end effector attached to the tip of the robot arm 601. The proximal end of the robot arm 601 is fixed to a pedestal. The robot hand 602 grips a workpiece W such as a part or a tool.

ロボットアーム601は、各関節J〜Jで回転可能に連結された複数のリンク610〜610を有する。第4実施形態では、基端側から先端側に向かって、リンク610〜610が順に直列に連結されている。ロボットアーム601は、可動範囲の中であれば、任意の3次元位置で任意の3方向の姿勢に、ロボットアーム601の先端(ロボットハンド602)を向けることができる。 Robot arm 601 has a plurality of links 610 0-610 6 which is rotatably connected at each joint J 1 through J 6. In the fourth embodiment, the direction from the proximal side to the distal side, the link 610 0-610 6 are sequentially connected in series. The robot arm 601 can direct the tip (robot hand 602) of the robot arm 601 to any three-dimensional posture at any three-dimensional position within the movable range.

また、ロボットアーム601は、関節Jに配置された駆動装置700を有している(iは1〜6の整数)。ロボットアーム601の第1リンクであるリンク610i−1と、第2リンクであるリンク610とは、関節Jで回転可能に連結されている。駆動装置700は、回転軸711を有するモータ710を有する。リンク610は、モータ710の駆動力によってリンク610i−1に対して相対的に回転する。また、駆動装置700は、モータ710の回転軸711の回転位置を測定するように配置され、回転位置を示す信号を出力する、第1実施形態で説明したロータリエンコーダ100と同様の構成のロータリエンコーダ100を有する。また、駆動装置700は、ロータリエンコーダ100からの回転位置を示す信号を取得してモータ710をフィードバック制御する駆動制御部であるモータドライバ750を有する。 The robot arm 601 has a joint J i disposed a drive device 700 i (i is an integer of 1 to 6). A link 610 i-1 is the first link of the robotic arm 601, the link 610 i is the second link is rotatably articulated J i. The drive 700 i comprises a motor 710 i having a rotation axis 711 i . Link 610 i are rotated relative to the link 610 i-1 by the driving force of the motor 710 i. The drive device 700 i is arranged to measure the rotational position of the rotary shaft 711 i of the motor 710 i, and outputs a signal indicative of the rotational position, the same configuration as the rotary encoder 100 described in the first embodiment having a rotary encoder 100 i. The drive device 700 i includes a motor driver 750 i is a drive controller for feedback controlling the motor 710 i acquires the signal indicating the rotational position of the rotary encoder 100 i.

複数のモータドライバ750〜750は、ロボット制御装置650から回転位置の位置指令を受信可能に、ロボット制御装置650に配線で接続されている。各モータドライバ750は、回転位置が位置指令に近づくように、モータ710をフィードバック制御(位置制御)する。各ロータリエンコーダ100における測定誤差が小さくなり、測定精度が向上するので、ロボットアーム601の高精度な位置制御を実現することができる。 A plurality of motor drivers 750 1 to 750 6 is, can receive the position command of the rotational position from the robot controller 650 is connected to a wiring to the robot controller 650. Each motor driver 750 i performs feedback control (position control) on the motor 710 i such that the rotational position approaches the position command. Measurement error in each rotary encoder 100 i is reduced, because the measurement accuracy is improved, it is possible to realize highly accurate position control of the robot arm 601.

[第5実施形態]
第5実施形態に係る産業機器の一例であるロボットについて説明する。図15は、第5実施形態に係るロボットの1つの関節Jまわりの説明図である。iは、第4実施形態と同様、1〜6の整数である。第5実施形態では、駆動装置700は、モータ710、モータドライバ750及びトルクセンサ800を有する。第1リンクであるリンク610i−1と第2リンクであるリンク610とは、駆動装置700のモータ710及びトルクセンサ800を介して関節Jで連結されている。リンク610は、リンク610i−1に対してモータ710の駆動力によって相対的に回転する。トルクセンサ800は、リンク610i−1に対してリンク610に作用する、回転軸線Oまわりのトルクに応じた信号を、モータドライバ750に出力する。モータドライバ750は、トルク値に基づいて、モータ710を制御する。
Fifth Embodiment
The robot which is an example of the industrial equipment concerning a 5th embodiment is explained. Figure 15 is an explanatory view around one joint J i of the robot according to the fifth embodiment. i is an integer of 1 to 6, as in the fourth embodiment. In the fifth embodiment, the driving device 700 i includes a motor 710 i, a motor driver 750 i and the torque sensor 800 i. A link 610 i-1 is the first link and the link 610 i is a second link, is articulated J i via the motor 710 i and the torque sensor 800 i of the drive unit 700 i. Link 610 i are relatively rotated by the driving force of the motor 710 i for the link 610 i-1. The torque sensor 800 i acts on link 610 i for the link 610 i-1, a signal corresponding to the torque around the rotation axis of O, outputs to the motor driver 750 i. The motor driver 750 i, based on the torque value and controls the motor 710 i.

図16は、第5実施形態に係るトルクセンサ800の斜視図である。トルクセンサ800は、第2又は第3実施形態で説明したロータリエンコーダ100A又は100Bと同様の構成のロータリエンコーダ100Cを有する。また、トルクセンサ800は、例えばリンク610i−1側に固定される第1支持部である支持部804と、例えばリンク610側に固定される第2支持部である支持部805とを有する。支持部804,805は、平板状の部材であり、支持部804と支持部805とが回転軸線Oの延びる方向で互いに対向するように間隔をあけて配置されている。支持部804,805は、回転軸線Oを中心とする円周方向に相対的に変位可能となっている。 FIG. 16 is a perspective view of the torque sensor 800 i according to the fifth embodiment. The torque sensor 800 i has a rotary encoder 100C i having the same configuration as the rotary encoder 100A or 100B described in the second or third embodiment. The torque sensor 800 i includes, for example, a link 610 i-1 support section is a first support portion fixed to the side 804, and a support portion 805 is a second support portion fixed for example to the link 610 i side Have. The support portions 804 and 805 are flat members, and the support portions 804 and the support portions 805 are arranged at intervals so as to face each other in the direction in which the rotation axis O extends. The support portions 804 and 805 are relatively displaceable in the circumferential direction about the rotation axis O.

支持部804と支持部805とは、弾性部803で連結されている。弾性部803は、回転軸線Oを中心に放射状に延びる複数の弾性部材である板ばね806を有して構成されている。複数の板ばね806は、回転軸線Oまわりの円周方向に互いに間隔をあけて配置されている。リンク610i−1とリンク610との間、即ち支持部804と支持部805と間に回転軸線Oまわりのトルクが作用すると、作用したトルクの大きさに応じた回転量で支持部804と支持部805とが回転軸線Oを中心に相対的に回転変位する。 The support portion 804 and the support portion 805 are connected by an elastic portion 803. The elastic portion 803 is configured to have a plate spring 806 which is a plurality of elastic members extending radially around the rotation axis O. The plurality of leaf springs 806 are spaced apart from one another in the circumferential direction around the rotation axis O. Between the link 610 i-1 and the link 610 i, i.e. the support portion 804 when the torque around the rotation axis O between the supporting portion 805 is exerted, the support portion 804 by the rotation amount corresponding to the magnitude of the torque exerted The support portion 805 is relatively rotationally displaced about the rotation axis O.

ロータリエンコーダ100Cのパターン群206A及びパターン群207Aは、支持部504,505の一方、例えば支持部804に固定されている。ロータリエンコーダ100Cのセンサヘッド211A及びセンサヘッド212Aは、支持部804,805の他方、例えば支持部805に固定されている。 Pattern group 206A and pattern groups 207A of the rotary encoder 100C i, one of the support portions 504 and 505, and is fixed for example to the supporting portion 804. The sensor head 211A and the sensor head 212A of the rotary encoder 100C i are fixed to the other of the support portions 804 and 805, for example, the support portion 805.

ロータリエンコーダ100Cにおける測定誤差が小さくなり、測定精度が向上するので、ロボットにおいて高精度にトルクを測定することができる。 Since the measurement error in the rotary encoder 100C i becomes smaller and the measurement accuracy is improved, the robot can measure the torque with high accuracy.

[第6実施形態]
第6実施形態に係る産業機器の一例であるレーザ加工機について説明する。図17は、第6実施形態に係るレーザ加工機900の模式図である。レーザ加工機900は、レーザ光源901と、2軸のガルバノスキャナ902と、fθレンズ903と、を有する。2軸のガルバノスキャナ902は、2つの駆動装置700X,700Yを有する。
Sixth Embodiment
The laser processing machine which is an example of the industrial equipment concerning a 6th embodiment is explained. FIG. 17 is a schematic view of a laser beam machine 900 according to the sixth embodiment. The laser processing machine 900 has a laser light source 901, a biaxial galvano scanner 902, and an fθ lens 903. The two-axis galvano scanner 902 has two drive devices 700X and 700Y.

駆動装置700Xは、モータ710Xと、モータ710Xの回転軸711Xの回転位置を示す信号を出力する、第2又は第3実施形態で説明したロータリエンコーダ100A又は100Bと同様の構成のロータリエンコーダ100Xと、を有する。更に、駆動装置700Xは、第4実施形態で説明したモータドライバ750と同様の構成のモータドライバ750Xを有する。 The driving device 700X outputs a signal indicating the rotational position of the rotation shaft 711X of the motor 710X and the motor 710X, and the rotary encoder 100X having the same configuration as the rotary encoder 100A or 100B described in the second or third embodiment. Have. Furthermore, the driving device 700X includes a motor driver 750X of the same structure as the motor driver 750 i described in the fourth embodiment.

同様に、駆動装置700Yは、モータ710Yと、モータ710Yの回転軸711Yの回転位置を示す信号を出力する、第2又は第3実施形態で説明したロータリエンコーダ100A又は100Bと同様の構成のロータリエンコーダ100Yと、を有する。更に、駆動装置700Yは、第4実施形態で説明したモータドライバ750と同様の構成のモータドライバ750Yを有する。 Similarly, the drive device 700Y outputs a signal indicating the rotational position of the motor 710Y and the rotational shaft 711Y of the motor 710Y. The rotary encoder has the same configuration as that of the rotary encoder 100A or 100B described in the second or third embodiment. And 100Y. Furthermore, the driving device 700Y includes a motor driver 750Y having the same configuration as the motor driver 750 i described in the fourth embodiment.

また、2軸のガルバノスキャナ902は、レーザ光源901から出射されたレーザ光Lを反射し、モータ710X,710Yの駆動力によって回転する2つのミラー910X,910Yを有する。レーザ光源901から出射されたレーザ光Lは、ミラー910X,910Yにて反射され、fθレンズ903を通過して加工対象物の表面に照射される。   Further, the two-axis galvano scanner 902 has two mirrors 910X and 910Y that reflect the laser light L emitted from the laser light source 901 and rotate by the driving force of the motors 710X and 710Y. The laser light L emitted from the laser light source 901 is reflected by the mirrors 910X and 910Y, passes through the fθ lens 903 and is irradiated onto the surface of the object to be processed.

レーザ加工機900の加工対象物は、例えばプリント配線板Bであり、レーザ加工機900は、プリント配線板Bとなる基板に、レーザ光Lで穴あけ加工してビアなどを形成する。製造されたプリント配線板Bは、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォンなどの携帯電子機器に搭載される。プリント配線板Bは、小型化及び高密度化が進んでおり,穴あけ加工においては、小径化及び高精度化の要求が高まっている。そのため、レーザ加工機900に搭載されているモータ710X,710Yを高精度に位置決めする必要がある。   An object to be processed by the laser processing machine 900 is, for example, a printed wiring board B, and the laser processing machine 900 forms a via or the like on the substrate to be the printed wiring board B with the laser light L. The manufactured printed wiring board B is mounted on portable electronic devices such as digital cameras, mobile phones, and smartphones. The printed wiring board B has been downsized and densified, and in drilling processing, the demand for smaller diameter and higher precision has been increasing. Therefore, it is necessary to position the motors 710X and 710Y mounted on the laser processing machine 900 with high accuracy.

第6実施形態においても、電気ノイズがエンコーダ信号に重畳しても、各ロータリエンコーダ100X,100Yの測定誤差を低減できる。その結果、ミラー910X,910Yを高精度に位置決めすることができ,穴あけ加工の精度を向上させることができる。   Also in the sixth embodiment, even if the electrical noise is superimposed on the encoder signal, the measurement error of each of the rotary encoders 100X and 100Y can be reduced. As a result, the mirrors 910X and 910Y can be positioned with high accuracy, and the accuracy of drilling can be improved.

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載されたものに限定されない。   The present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications can be made within the technical concept of the present invention. In addition, the effects described in the embodiment only list the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are not limited to those described in the embodiment.

上述の第1〜第6実施形態では,光学式のロータリエンコーダについて説明したが、光学式に限定するものではなく、例えば磁気式のロータリエンコーダについても、本発明は適用可能である。   In the first to sixth embodiments described above, the optical rotary encoder has been described. However, the present invention is not limited to the optical rotary encoder. For example, the present invention is applicable to a magnetic rotary encoder.

また、上述の第1実施形態では、センサヘッド211とセンサヘッド212とが、回転軸線Oに対して180度回転対称な位置に配置されており、複数のパターン202の数が奇数である場合について説明したが、これに限定するものではない。複数のパターン202の数を偶数とし、回転軸線Oを中心にセンサヘッド211を180度回転させた位置に対して、センサヘッド212をピッチPの半分だけ円周方向にずらしてもよい。又は、ピッチPが角度であるので、ピッチPに相当する距離(角度×半径)の半分だけ、第3実施形態と同様に、回転軸線Oの延びる方向及び半径方向Rに直交する直線方向にセンサヘッド212をずらしてもよい。このように、センサヘッド212をずらすことで、パターン202に対するセンサヘッド211の相対的な位置に対し、パターン202に対するセンサヘッド212の相対的な位置を、円周方向又は直線方向にずらしてもよい。   Further, in the first embodiment described above, the sensor head 211 and the sensor head 212 are arranged at positions rotationally symmetrical 180 degrees with respect to the rotation axis O, and the number of the plurality of patterns 202 is an odd number. Although explained, it does not limit to this. The number of the plurality of patterns 202 may be an even number, and the sensor head 212 may be circumferentially shifted by half the pitch P with respect to the position where the sensor head 211 is rotated 180 degrees about the rotation axis O. Or, since the pitch P is an angle, the sensor in the linear direction orthogonal to the extending direction of the rotation axis O and the radial direction R, as in the third embodiment, by a half of the distance (angle × radius) corresponding to the pitch P The head 212 may be shifted. Thus, the relative position of the sensor head 212 with respect to the pattern 202 may be shifted in the circumferential direction or in the linear direction with respect to the relative position of the sensor head 211 with respect to the pattern 202 by displacing the sensor head 212 .

また、上述の第2実施形態ではパターン群207Aが、上述の第3実施形態ではセンサヘッド212が、直線方向Xにずれて配置されている場合について説明したが、回転軸線Oを中心とする円周方向にずれて配置されている場合であってもよい。このように、パターン群207A又はセンサヘッド212を円周方向にずらすことで、パターン群206に対するセンサヘッド211の相対的な位置に対し、パターン群207に対するセンサヘッド212の相対的な位置を、円周方向にずらしてもよい。   In the second embodiment described above, the pattern group 207A has been described, and in the third embodiment described above, the sensor head 212 is displaced in the linear direction X. However, a circle centered on the rotation axis O It may be the case where it is arranged by being shifted in the circumferential direction. Thus, by shifting the pattern group 207A or the sensor head 212 in the circumferential direction, the relative position of the sensor head 212 to the pattern group 207 with respect to the relative position of the sensor head 211 to the pattern group 206 is a circle. It may be shifted in the circumferential direction.

100…ロータリエンコーダ、201…光学スケール(回転部)、202…パターン、211…センサヘッド(第1センサ部)、212…センサヘッド(第2センサ部)、300…処理回路(処理部)、500…ロボット、900…レーザ加工機、O…回転軸線、P…ピッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Rotary encoder, 201 ... Optical scale (rotary part), 202 ... Pattern, 211 ... Sensor head (1st sensor part), 212 ... Sensor head (2nd sensor part), 300 ... Processing circuit (process part), 500 ... Robot, 900 ... laser processing machine, O ... rotation axis, P ... pitch

Claims (13)

等しいピッチで周期的に配置された複数のパターンを有し、回転軸線を中心に回転する回転部と、
前記パターンを読み取り、第1周期信号、及び前記第1周期信号に対して位相が90度異なる第2周期信号を出力する第1センサ部と、
前記回転軸線を挟んで前記第1センサ部と対向して配置され、前記パターンを読み取り、第3周期信号、及び前記第3周期信号に対して位相が90度異なる第4周期信号を出力する第2センサ部と、を備え、
前記複数のパターン、前記第1センサ部及び前記第2センサ部は、前記第1周期信号を前記第3周期信号に対して位相が180度異なり、かつ前記第2周期信号を前記第4周期信号に対して位相が180度異なるように配置されていることを特徴とするロータリエンコーダ。
A rotating unit having a plurality of patterns periodically arranged at equal pitches and rotating around a rotation axis;
A first sensor unit that reads the pattern and outputs a first periodic signal and a second periodic signal that is 90 degrees out of phase with the first periodic signal;
A fourth periodic signal disposed so as to face the first sensor unit with the rotation axis interposed therebetween, reading the pattern, and outputting a third periodic signal and a fourth periodic signal different in phase by 90 degrees with respect to the third periodic signal 2 sensor unit, and
The plurality of patterns, the first sensor unit, and the second sensor unit have a phase difference of 180 degrees between the first periodic signal and the third periodic signal, and the second periodic signal is the fourth periodic signal. A rotary encoder characterized in that the phase is arranged to differ by 180 degrees with respect to.
前記第1及び第2周期信号に基づく第1回転量と、前記第3及び第4周期信号に基づく第2回転量とを平均して、前記回転部の回転位置を求める処理部を備えることを特徴とする請求項1に記載のロータリエンコーダ。   Providing a processing unit for obtaining a rotational position of the rotating unit by averaging a first rotation amount based on the first and second periodic signals and a second rotation amount based on the third and fourth periodic signals The rotary encoder according to claim 1, characterized in that: 前記複数のパターンが、前記回転軸線を中心とする半径方向に放射状に延び、かつ前記回転軸線を中心とする円周方向に配置されており、
前記パターンに対する前記第1センサ部の相対的な位置に対し、前記パターンに対する前記第2センサ部の相対的な位置が、前記円周方向又は前記半径方向に直交する直線方向にずれていることを特徴とする請求項1又は2に記載のロータリエンコーダ。
The plurality of patterns extend radially in a radial direction about the axis of rotation, and are arranged circumferentially about the axis of rotation,
With respect to the relative position of the first sensor unit with respect to the pattern, the relative position of the second sensor unit with respect to the pattern is deviated in the linear direction orthogonal to the circumferential direction or the radial direction. The rotary encoder according to claim 1, characterized in that:
前記第1センサ部と前記第2センサ部とが、前記回転軸線に対して180度回転対称な位置に配置されており、
前記複数のパターンの数が奇数であることを特徴とする請求項3に記載のロータリエンコーダ。
The first sensor unit and the second sensor unit are disposed at positions rotationally symmetric by 180 degrees with respect to the rotation axis,
The rotary encoder according to claim 3, wherein the number of the plurality of patterns is an odd number.
前記回転部の可動範囲が360度未満であり、
前記複数のパターンが、前記第1センサ部の読取対象となる第1パターン群と、前記第2センサ部の読取対象となる第2パターン群とからなり、
前記第1パターン群に対する前記第1センサ部の相対的な位置に対し、前記第2パターン群に対する前記第2センサ部の相対的な位置が、前記回転軸線を中心とする円周方向、又は前記回転軸線を中心とする半径方向に直交する直線方向にずれていることを特徴とする請求項1又は2に記載のロータリエンコーダ。
The movable range of the rotating part is less than 360 degrees,
The plurality of patterns include a first pattern group to be read by the first sensor unit and a second pattern group to be read by the second sensor unit.
With respect to the relative position of the first sensor unit with respect to the first pattern group, the relative position of the second sensor unit with respect to the second pattern group is a circumferential direction centered on the rotation axis or The rotary encoder according to claim 1 or 2, wherein the rotary encoder is offset in a linear direction orthogonal to a radial direction centering on the rotation axis.
前記第1センサ部と前記第2センサ部とが、前記回転軸線に対して180度回転対称な位置に配置されており、
前記第2パターン群が、前記第1パターン群を前記回転軸線に対して180度回転させた位置に対して、前記円周方向又は前記直線方向にずれて配置されていることを特徴とする請求項5に記載のロータリエンコーダ。
The first sensor unit and the second sensor unit are disposed at positions rotationally symmetric by 180 degrees with respect to the rotation axis,
The second pattern group is disposed so as to be deviated in the circumferential direction or in the linear direction with respect to a position obtained by rotating the first pattern group by 180 degrees with respect to the rotation axis. The rotary encoder according to Item 5.
前記第1パターン群と前記第2パターン群とが、前記回転軸線に対して180度回転対称な位置に配置されており、
前記第2センサ部が、前記第1センサ部を前記回転軸線に対して180度回転させた位置に対して、前記円周方向又は前記直線方向にずれて配置されていることを特徴とする請求項5に記載のロータリエンコーダ。
The first pattern group and the second pattern group are disposed at positions rotationally symmetric by 180 degrees with respect to the rotation axis,
The second sensor unit is disposed so as to be displaced in the circumferential direction or the linear direction with respect to a position obtained by rotating the first sensor unit by 180 degrees with respect to the rotation axis. The rotary encoder according to Item 5.
前記第1センサ部及び前記第2センサ部の各々が、発光部及び受光部を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のロータリエンコーダ。   The rotary encoder according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the first sensor unit and the second sensor unit has a light emitting unit and a light receiving unit. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のロータリエンコーダと、
回転軸を有するモータと、を備え、
前記ロータリエンコーダは、前記回転軸の回転位置を示す信号を出力することを特徴とする駆動装置。
A rotary encoder according to any one of claims 1 to 8,
And a motor having a rotating shaft,
The rotary encoder outputs a signal indicating a rotational position of the rotary shaft.
請求項1乃至8のいずれか1項に記載されたロータリエンコーダと、
前記回転軸線を中心に相対的に変位可能な第1支持部及び第2支持部と、
前記第1支持部と前記第2支持部とを連結する弾性部と、を備え、
前記回転部が前記第1支持部に支持され、前記第1センサ部及び前記第2センサ部が前記第2支持部に支持されていることを特徴とするトルクセンサ。
A rotary encoder according to any one of claims 1 to 8;
A first support portion and a second support portion relatively displaceable about the rotation axis;
An elastic portion connecting the first support portion and the second support portion;
The torque sensor characterized in that the rotating portion is supported by the first support portion, and the first sensor portion and the second sensor portion are supported by the second support portion.
請求項9に記載の駆動装置と、
第1リンクと、
前記第1リンクに関節で連結され、前記モータの駆動力によって回転する第2リンクと、を備えたロボット。
A driving device according to claim 9;
With the first link,
A second link connected to the first link by a joint and rotated by a driving force of the motor.
請求項10に記載のトルクセンサと、
第1リンクと、
前記第1リンクに前記トルクセンサを介して連結された第2リンクと、を備えたロボット。
A torque sensor according to claim 10;
With the first link,
A second link connected to the first link via the torque sensor.
請求項9に記載の駆動装置と、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を反射し、前記モータの駆動力によって回転するミラーと、を備えたレーザ加工機。
A driving device according to claim 9;
Laser light source,
The laser processing machine provided with the mirror which reflects the laser beam radiate | emitted from the said laser light source, and is rotated by the driving force of the said motor.
JP2017241040A 2017-12-15 2017-12-15 Rotary encoder, driving device, torque sensor, robot, and laser beam machine Pending JP2019109093A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017241040A JP2019109093A (en) 2017-12-15 2017-12-15 Rotary encoder, driving device, torque sensor, robot, and laser beam machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017241040A JP2019109093A (en) 2017-12-15 2017-12-15 Rotary encoder, driving device, torque sensor, robot, and laser beam machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019109093A true JP2019109093A (en) 2019-07-04

Family

ID=67179529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017241040A Pending JP2019109093A (en) 2017-12-15 2017-12-15 Rotary encoder, driving device, torque sensor, robot, and laser beam machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019109093A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021179374A (en) * 2020-05-14 2021-11-18 株式会社小野測器 Testing system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021179374A (en) * 2020-05-14 2021-11-18 株式会社小野測器 Testing system
JP7100677B2 (en) 2020-05-14 2022-07-13 株式会社小野測器 Test system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6147038B2 (en) Position detecting device, lens device, imaging system, and machine tool
US8698071B2 (en) Rotary encoder having multiple slit arrays, which detects rotation angle
US8476578B2 (en) Rotary encoder and rotation mechanism including the same
US8965577B2 (en) Force sensor and industrial robot including the same
US8497469B2 (en) Rotary encoder that detects rotation angle
JP5574899B2 (en) Rotary encoder and optical apparatus equipped with the same
JP7350559B2 (en) Encoder device, drive device, robot device, position detection method, article manufacturing method, program, and recording medium
JP6971822B2 (en) Encoder, robot and gap measurement method
JP2018059714A (en) Eccentricity calculation method, rotary encoder, robot arm and robot apparatus
CN107850466B (en) Encoder device, drive device, rotation information acquisition method, and recording medium
JP2008129018A (en) Device for measuring position
US9625283B2 (en) Encoder having light receiving elements, motor with encoder, and servo system with encoder
JP6723753B2 (en) Displacement detection device, torque detection device, robot device, and displacement detection method
WO2019021845A1 (en) Calibration device, encoder device, drive device, stage device, robot device, encoder device manufacturing method, and calibration program
JP2019109093A (en) Rotary encoder, driving device, torque sensor, robot, and laser beam machine
JP7464446B2 (en) ANGLE MEASUREMENT MECHANISM AND METHOD FOR OPERATING ANGLE MEASUREMENT MECHANISM - Patent application
EP3663724B1 (en) Absolute rotary encoder and apparatus
WO2015152242A1 (en) Reflective encoder
JP6234231B2 (en) Drive device and article processing apparatus
US20200249055A1 (en) Position detection method, control method, manufacturing method, position detection apparatus, robot apparatus, optical device, and non-transitory recording medium
WO2015151232A1 (en) Encoder, encoder-equipped motor, and servo system
JP6953772B2 (en) Error detection method, error detection program, error detection device, manufacturing method of encoder device, encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP2020134207A (en) Detector, robot device, method for detection, method for manufacturing item, program, and recording medium
JP2020148742A (en) Encoder, processing device, processing method

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20200206

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20200207