JP2574740Y2 - エンコーダ結線チェッカ - Google Patents

エンコーダ結線チェッカ

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JP2574740Y2
JP2574740Y2 JP1991102194U JP10219491U JP2574740Y2 JP 2574740 Y2 JP2574740 Y2 JP 2574740Y2 JP 1991102194 U JP1991102194 U JP 1991102194U JP 10219491 U JP10219491 U JP 10219491U JP 2574740 Y2 JP2574740 Y2 JP 2574740Y2
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克好 中野
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神鋼電機株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、サーボモータ等の回転
速度および磁極の位置等を検出するロータリーエンコー
ダにおいて、ロータリーエンコーダとコネクタ間の結線
をチェックするエンコーダ結線チェッカに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動機械または工作機等に利用さ
れているサーボモータにおいては、高い応答性と広くし
かも精密な速度制御が要求されている。そのため、精度
と応答性の高い速度検出器が必要であり、モータの回転
角度および磁界の検出手段として、モータの回転角度に
対し所定のパルス信号を発生するパルスエンコーダが用
いられている。以下の説明においては、パルスエンコー
ダを単にエンコーダと呼ぶ。通常、モータの回転軸に取
り付けられたエンコーダはモータと同期して回転するロ
ータリーエンコーダ型であり、このエンコーダのパルス
信号出力端は多数のケーブルによりコネクタに接続され
る。特に、エンコーダが差動出力の場合、エンコーダは
その制御系装置であるドライバと、電源ケーブルを含
め、約20本のケーブルで接続される。
【0003】そして、エンコーダとコネクタとの間の結
線は、作業者の手作業により行われており、結線ミスが
発生しやすいため、結線の確認をする必要がある。つま
り、結線ミスがあるか否か、また、結線ミスがある場
合、どのケーブルにおける結線ミスであるかを検出しな
ければならない。従来の結線の確認手段としては、コネ
クタをドライバと組み合わせ、運転状態の良否により判
断する方法がある。この場合、これらの運転状態が良く
なければ、結線ミスがあると判断し、どの配線における
結線ミスかを判断する手段としては、各々のケーブルに
対し、目視によって検査が行われる。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】上述のように、エンコ
ーダとコネクタとの結線において、結線ミスがあるか否
かを調べる際、コネクタとドライバとを接続し、その運
転状態の良否において判断し、また、結線ミスのある配
線の検出においては、各々のケーブルに対し目視によっ
て検査が行わなければならないため、その作業は容易で
はなく、長時間を要するという欠点がある。また、この
目視による検査は人為的であるため、その調査結果が常
に正確であるとは限らないという問題がある。本考案は
上述した事情に鑑みてなされたもので、エンコーダとコ
ネクタ間の結線ミスを容易に検出することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本考案は、パルスエンコ
ーダから出力されるパルス信号のパルス数を所定数逓倍
して出力する周波数逓倍回路と、前記周波数逓倍回路の
出力パルス信号のパルス数を数えるカウンタと、前記カ
ウンタの出力値をラッチするラッチ回路と、前記ラッチ
回路によりラッチされた前記カウンタの出力値と前記パ
ルスエンコーダの仕様パルス数とを比較し、その差が所
定値よりも小さいか否かを判断する処理、および、既知
の論理パターンと前記パルスエンコーダの回転子の絶対
位置に対応する論理パターンとを比較し、一致するか否
かを判断する処理、および、さらにもし上記比較の結果
が不一致の場合は上記比較の結果に基づいて、その結線
ミスの箇所を特定する処理を行う処理手段とを有するこ
とを特徴とする。
【0006】
【作用】エンコーダからのパルス信号が、周波数逓倍回
路により逓倍され、その出力パルス信号のパルス数がカ
ウンタにより数えられる。そして、エンコーダが一回転
するときにエンコーダの基準位置において発生される基
準パルス信号により、カウンタ内の値がラッチ回路にお
いてラッチされ、そのラッチされた値を用いてエンコー
ダとコネクタとの結線における結線ミスの有無を判断す
る処理が行われる。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本考案の一実施例につ
いて説明する。図1は、本考案のエンコーダ結線チェッ
カ1の内部回路の構成(破線内に示す)およびその入力
側に接続されるエンコーダ2を示すブロック図である。
ただし、本実施例で取り扱うモータは2ポールの同期機
形サーボモータであり、エンコーダ2はインクリメント
エンコーダである。また、以下の説明において、エンコ
ーダ2とコネクタ間のケーブルによる結線を単に結線と
呼ぶ。
【0008】図1に示すエンコーダ2のA相、B相、U
相、V相、W相、およびZ相からは、図3に示すような
パルス信号FA、FB、FU、FV、FW、およびFZ
が出力される。このうち、パルス信号FAおよびFB
は、モータの回転角度、すなわち、エンコーダ2の回転
角度を示すパルス信号であり、特に、各々エンコーダ2
の正回転および逆回転に対する回転角度を示す。また、
パルス信号FZは、モータにおける回転子の固定子に対
する絶対位置を示す基準パルス信号であり、モータの回
転子が一回転するとき、回転子の固定子に対する絶対位
置に対応して出力される一つの基準パルス信号である。
さらに、パルス信号FU、FV、FWは、モータの回転
子磁石の固定子に対する位置を示すパルス信号である。
【0009】また、図1において、エンコーダ2から出
力されたパルス信号FAまたはFBは、コネクタ、ケー
ブル等のインターフェイス3を通過し、4逓倍回路4に
おいて、その周波数が4倍され、各々パルス信号UCま
たはDCとなる。そして、モータの回転方向に応じて出
力されたパルス信号UCまたはDCは、カウンタ5にお
いて、そのパルス数がカウントされ、パルス信号UCま
たはDCのパルス数CNT*が出力される。次に、パル
ス数CNT*は、ラッチ回路6においてラッチされてパ
ルス数CNTとなり、演算処理等を行うCPU7に入力
される。そして、CPU7からは、カウンタ5の値をク
リアするためのクリアパルス信号CLRが出力され、カ
ウンタ5に入力される。このクリアパルス信号CLR
は、パルス信号FZの立ち下がりの時刻よりも遅れて発
生するため、CPU7がパルス数CNTをラッチする
前、つまり、CPU7がそのパルス数CNTを読み込む
前にカウンタ5がクリアされてしまう危険を避けること
ができる。
【0010】また、エンコーダ2のZ相に対応した基準
パルス信号FZは、インターフェイス3を通過し、CP
U7に入力されるとともに、入力パルス信号を反転する
インバータ9を介してラッチ回路6に入力される。エン
コーダ2のU相、V相、およびW相に対応した各々のパ
ルス信号FU、FV、FWは、インターフェイス3を通
過し、CPU7に入力される。そして、CPU7から
は、結線が正常であることを示す正常出力信号SN、A
BZ相に結線ミスがあることを示すABZ相異常出力信
号SABZ、および、UVW相に結線ミスがあることを示
すUVW相異常出力信号SUVWが出力され、異常箇所を
表示する表示器8に入力される。
【0011】次に、図2に結線チェック時における各装
置の接続図を示す。エンコーダ結線チェッカ1を用いる
には、モータ10の回転軸に取り付けられたエンコーダ
2とコネクタ11とを結線した後、そのコネクタ11
と、結線チェッカ本体1bにケーブル1cを介して結線
されているコネクタ1aとを接続する。12は、結線チ
ェッカ本体1bに電圧を供給する電源である。
【0012】以下、図3に示すタイムチャートに基づい
て、上述した構成による本実施例の動作を説明する。ま
ず、A相、B相、およびZ相に関する結線確認の動作に
ついて説明する。モータ10の回転子を人為的、または
機械的手段を用い回転させると、図3に示すように、モ
ータ10の回転子が固定子に対する所定の基準位置を通
過する時刻t0において、Z相の最初のパルスである第一
パルス信号FZ1が発生する。つまり、時刻t0におい
て、基準パルス信号FZは”L”レベルから”H”レベ
ルに変化し、時刻t1(t0<t1)において、”H”レベ
ルから”L”レベルに変化する。基準パルス信号FZ
が”H”レベルから”L”レベルに変化すると、時間的
遅れを伴い、CPU7から出力されるクリアパルス信号
CLRが発生する。この場合、時刻t2(t1<t2)にお
いて、クリアパルス信号CLRは”L”レベルから”
H”レベルに変化し、時刻t3(t2<t3)において、”
H”レベルから”L”レベルに変化する。また、時刻t3
においては、クリアパルス信号CLRが立ち下がると同
時に、カウンタ5から出力されるパルス数CNT*の値
はクリアされ、4逓倍回路4の出力パルス信号UCまた
はDCのパルス数CNT*を0から数える状態になる。
ただし、第一基準パルス信号FZ1において、CPUは
ラッチ回路の出力値であるパルス数CNTを読み込まな
い。この場合のモータ10は一回転以上回転しておら
ず、パルス数CNTは、結線チェッカの電源投入後から
時刻t3までのパルス数であるためである。
【0013】その後、モータ10の回転に伴い、パルス
信号FAまたはFBが4逓倍回路4に入力され、その各
々の出力パルス信号UCまたはDCのパルス数CNT*
がカウンタ5により数えられる。さらに、回転子が固定
子に対する所定の基準位置を再び通過するとき、Z相に
おいて、第二基準パルス信号FZ2が発生する。つま
り、時刻t4(t3<t4)において、基準パルス信号F
Zは”L”レベルから”H”レベルに変化し、時刻t
5(t4<t5)において、”H”レベルから”L”レベ
ルに変化する。この場合、時刻t4において、カウンタ5
から出力されるパルス数CNT*の値は、ラッチ回路6
によりラッチされ、パルス数CNTとしてCPU7に読
み込まれる。その後、第一基準パルス信号FZ1の場合
と同様に、時間的遅延を伴いクリアパルス信号がCPU
7から発生され、カウンタ5の値であるパルス数CNT
*がクリアされる。そして、CPU7においては、パル
ス数CNTに関する次式が満たされるか否かが判断され
る。
【0014】 |4×P−CNT| < n …(1) ここで、Pはエンコーダ仕様の一回転に対するパルス信
号FAまたはFBのパルス数である。また、パルス信号
FZとCPU7からのクリアパルス信号CLRとでは時
間的なずれがある。この時間的なずれは、CPU7にお
いてクリアパルス信号を発生のための物理的時間、およ
び、CPU7においてパルス信号FZを読み込む際、そ
のサンプルピッチの間隔により起こる時間的誤差のため
に発生する。nは、その時間的なずれを補正するための
定数であり、その値はPの1/100程度である。この
とき、式(1)が満たされれば、結線は正常であると判
断され、満たされなければ、CPU7から表示器8にA
BZ相異常出力信号SABZが出力される。
【0015】次に、U相、V相、およびW相に関する結
線確認の動作について説明する。これらの結線確認の動
作は、上述した動作において、A相、B相、Z相に関す
る結線が正しいと判定された後に行われる。まず最初
に、Z相の基準パルス信号FZが発生してからのA相ま
たはB相における各々のパルス信号FAまたはFBのパ
ルス数が数えられる、つまり、パルス信号UCまたはD
Cのパルス数CNT*がカウンタ5により数えられるこ
とにより、モータ10の回転子の固定子に対する絶対位
置が検出される。そのため、パルス信号FU、FV、F
Wによる論理パターンが変化するとき、各々の論理パタ
ーンの所定の時刻において、既知の結線が正常である場
合の論理パターンと実際にCPU7に入力される論理パ
ターンとを比較することができる。2ポールモータの場
合のモータ10の一回転における論理パターンは、六状
態に分けることができ、各々の時刻t11〜t16における論
理パターンは図3に示す表のようになる。
【0016】したがって、図3に示す時刻t11〜t16の各
々の論理パターンと実際にモータ10を一回転させたと
きに得られる論理パターンとが一致すれば、結線は正常
であると判断され、CPU7から表示器8に正常出力信
号SNが出力され、それらが一致しなければ、結線ミス
があると判断され、CPU7から表示器8にUVW相異
常出力信号SUVWが出力される。
【0017】
【考案の効果】以上説明したように、結線チェッカをモ
ータの回転軸に取り付けられたエンコーダのコネクタに
接続し、回転軸を数回転させることにより、結線ミスが
あるか否か、また、結線ミスがある場合、どの配線にお
いてミスがあるかを短時間で容易に検出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例の内部回路構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】エンコーダの結線チェック時における装置の接
続図である。
【図3】本考案の一実施例における動作を示すタイムチ
ャートである。
【符号の説明】
1 エンコーダ結線チェッカ 2 エンコーダ 4 4逓倍回路 5 カウンタ 6 ラッチ回路 7 CPU

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルスエンコーダから出力されるパルス
    信号のパルス数を所定数逓倍して出力する周波数逓倍回
    路と、 前記周波数逓倍回路の出力パルス信号のパルス数を数え
    るカウンタと、 前記カウンタの出力値をラッチするラッチ回路と、 前記ラッチ回路によりラッチされた前記カウンタの出力
    値と前記パルスエンコーダの仕様パルス数とを比較し、
    その差が所定値よりも小さいか否かを判断する処理、お
    よび、既知の論理パターンと前記パルスエンコーダの回
    転子の絶対位置に対応する論理パターンとを比較し、一
    致するか否かを判断する処理、および、さらにもし上記
    比較の結果が不一致の場合は上記比較の結果に基づい
    て、その結線ミスの箇所を特定する処理を行う処理手段
    とを有することを特徴とするエンコーダ結線チェッカ。
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