JP3033278B2 - ロータリエンコーダ - Google Patents
ロータリエンコーダInfo
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- JP3033278B2 JP3033278B2 JP3240996A JP24099691A JP3033278B2 JP 3033278 B2 JP3033278 B2 JP 3033278B2 JP 3240996 A JP3240996 A JP 3240996A JP 24099691 A JP24099691 A JP 24099691A JP 3033278 B2 JP3033278 B2 JP 3033278B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- bit
- signals
- encoder
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転体の回転位置を検
出するためのロータリエンコーダに関し、特に３相ＡＣ
サーボモータに組み込まれて使用されるインクリメンタ
ルエンコーダに関する。
出するためのロータリエンコーダに関し、特に３相ＡＣ
サーボモータに組み込まれて使用されるインクリメンタ
ルエンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】各種機械の駆動用に使われるサーボモー
タには、ブラシ付きのＤＣサーボモータとブラシのない
ＡＣサーボモータ（ＤＣブラシレスサーボモータ）があ
り、近年モータ保守の容易さからＡＣサーボモータの需
要が増している。サーボ系の位置検出器にもさまざまな
種類があるが、近年サ−ボモータに組み込まれて使用さ
れるロータリエンコーダが普及している。ＡＣサーボモ
ータに組み込まれるエンコーダはインクリメンタルエン
コーダとアブソリュートエンコーダに大別される。イン
クリメンタルエンコーダは各種機械のＡＣサーボモータ
に取付けられ広く使用されており、ＡＣサーボ用エンコ
ーダとして主流を占めている。一方アブソリュートエン
コーダは原点復帰動作が不要なことから多関節ロボット
をはじめとする大型のロボット用サーボモータなどに普
及している。以下に従来のインクリメンタルエンコーダ
について説明する。図７は従来のインクリメンタルエン
コーダの構成を示している。図において、７１は発光素
子、７２は回転スリット板、７３は受光素子、７４は波
形整形回路、７５は信号伝送回路である。出力信号は図
８に示すように、回転方向が判別できるように互いに９
０度の位相差を有するＡ，Ｂ２相の信号と、１回転１パ
ルスの原点基準Ｚ信号と、ＡＣサ−ボモ−タの相励磁切
り換えのためのコミュテ−ション信号Ｕ，Ｖ，Ｗを備え
ている。
タには、ブラシ付きのＤＣサーボモータとブラシのない
ＡＣサーボモータ（ＤＣブラシレスサーボモータ）があ
り、近年モータ保守の容易さからＡＣサーボモータの需
要が増している。サーボ系の位置検出器にもさまざまな
種類があるが、近年サ−ボモータに組み込まれて使用さ
れるロータリエンコーダが普及している。ＡＣサーボモ
ータに組み込まれるエンコーダはインクリメンタルエン
コーダとアブソリュートエンコーダに大別される。イン
クリメンタルエンコーダは各種機械のＡＣサーボモータ
に取付けられ広く使用されており、ＡＣサーボ用エンコ
ーダとして主流を占めている。一方アブソリュートエン
コーダは原点復帰動作が不要なことから多関節ロボット
をはじめとする大型のロボット用サーボモータなどに普
及している。以下に従来のインクリメンタルエンコーダ
について説明する。図７は従来のインクリメンタルエン
コーダの構成を示している。図において、７１は発光素
子、７２は回転スリット板、７３は受光素子、７４は波
形整形回路、７５は信号伝送回路である。出力信号は図
８に示すように、回転方向が判別できるように互いに９
０度の位相差を有するＡ，Ｂ２相の信号と、１回転１パ
ルスの原点基準Ｚ信号と、ＡＣサ−ボモ−タの相励磁切
り換えのためのコミュテ−ション信号Ｕ，Ｖ，Ｗを備え
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、出力信号線の数が多いため、量産性が悪
く、機器への誤配線，信号線自身の断線も起こりやすい
という問題点があった。
の構成では、出力信号線の数が多いため、量産性が悪
く、機器への誤配線，信号線自身の断線も起こりやすい
という問題点があった。
【０００４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、エンコーダの出力信号線の数を減らし、量産性が高
く信頼性の高いインクリメンタルエンコーダを提供する
ことを目的とする。
で、エンコーダの出力信号線の数を減らし、量産性が高
く信頼性の高いインクリメンタルエンコーダを提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインクリメンタルエンコーダは、９０度の位
相差を有するＡ，Ｂ２相のインクリメンタル信号および
１回転中の原点を示す基準信号Ｚおよび３相ＡＣサーボ
モータの相励磁切り換え信号（コミュテーション信号）
Ｕ，Ｖ，Ｗとを出力する波形整形回路と、上記Ｕ，Ｖ，
Ｗ，Ｚの４信号を入力しＺ信号がアクティブでないとき
はＵ，Ｖ，Ｗの３ビット信号を、Ｚ信号がアクティブな
ときは０００または１１１の３ビット信号を出力するビ
ット変換回路と、このビット変換回路が出力する上記３
ビットの信号をシリアル変換して出力するパラレル／シ
リアル変換回路とを備えている。
に本発明のインクリメンタルエンコーダは、９０度の位
相差を有するＡ，Ｂ２相のインクリメンタル信号および
１回転中の原点を示す基準信号Ｚおよび３相ＡＣサーボ
モータの相励磁切り換え信号（コミュテーション信号）
Ｕ，Ｖ，Ｗとを出力する波形整形回路と、上記Ｕ，Ｖ，
Ｗ，Ｚの４信号を入力しＺ信号がアクティブでないとき
はＵ，Ｖ，Ｗの３ビット信号を、Ｚ信号がアクティブな
ときは０００または１１１の３ビット信号を出力するビ
ット変換回路と、このビット変換回路が出力する上記３
ビットの信号をシリアル変換して出力するパラレル／シ
リアル変換回路とを備えている。
【０００６】
【作用】この構成によって、Ｚ，Ｕ，Ｖ，Ｗ相の信号を
３ビット信号としてシリアルに１回線で電送できるため
エンコーダからの出力信号数を減らすことができる。
３ビット信号としてシリアルに１回線で電送できるため
エンコーダからの出力信号数を減らすことができる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の全体構成を示す機能ブロック
図である。本回路は発光素子１１、回転スリット板１
２、受光素子１３、波形整形回路１４、ビット変換回路
１５、パラレル／シリアル変換回路１６と信号伝送回路
１７により構成される。上記構成により従来のインクリ
メンタルエンコーダと同様に発光素子１１、回転スリッ
ト板１２、波形整形回路１４を通して得られるインクリ
メンタル信号Ａ，Ｂと原点信号Ｚと３相励磁切り換え信
号Ｕ，Ｖ，ＷのうちＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗの４信号はビット変
換回路１５により、図１においてＺ信号がアクティブな
ときはＣ１，Ｃ２，Ｃ３が０，０，０または１，１，１
のビットの信号に変換される。その具体例として図２に
ビット変換回路１５を示す。これはＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗの４
信号をこれらの情報を含んだ３ビット信号に変換する回
路である。また図３はこのとき生成される信号のタイミ
ングパターン図である。図３の上部４信号は本回路に入
力されるＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗの４信号を示すものである。下
部３信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は本回路によりエンコードさ
れた情報ビットパターンを示す。そしてここから出た３
ビットのパラレル信号をパラレル／シリアル変換回路１
６によってシリアル信号Ｃに変換し、信号伝送回路１７
よりインクリメンタル信号Ａ，Ｂ２回線とＺ，Ｕ，Ｖ，
Ｗの４信号の情報を持ったシリアル信号Ｃの１回線の合
計３回線によってエンコーダ信号の伝送を行う。以上の
ような構成のロータリエンコーダにより、従来６信号を
伝送するために差動出力方式を用いた場合、電源を含め
合計１４本の電線が必要であるが、この方式では電源を
含めて３信号の伝送だけであるので、合計８本の電線で
構成することが可能となる。
説明する。図１は本発明の全体構成を示す機能ブロック
図である。本回路は発光素子１１、回転スリット板１
２、受光素子１３、波形整形回路１４、ビット変換回路
１５、パラレル／シリアル変換回路１６と信号伝送回路
１７により構成される。上記構成により従来のインクリ
メンタルエンコーダと同様に発光素子１１、回転スリッ
ト板１２、波形整形回路１４を通して得られるインクリ
メンタル信号Ａ，Ｂと原点信号Ｚと３相励磁切り換え信
号Ｕ，Ｖ，ＷのうちＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗの４信号はビット変
換回路１５により、図１においてＺ信号がアクティブな
ときはＣ１，Ｃ２，Ｃ３が０，０，０または１，１，１
のビットの信号に変換される。その具体例として図２に
ビット変換回路１５を示す。これはＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗの４
信号をこれらの情報を含んだ３ビット信号に変換する回
路である。また図３はこのとき生成される信号のタイミ
ングパターン図である。図３の上部４信号は本回路に入
力されるＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗの４信号を示すものである。下
部３信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は本回路によりエンコードさ
れた情報ビットパターンを示す。そしてここから出た３
ビットのパラレル信号をパラレル／シリアル変換回路１
６によってシリアル信号Ｃに変換し、信号伝送回路１７
よりインクリメンタル信号Ａ，Ｂ２回線とＺ，Ｕ，Ｖ，
Ｗの４信号の情報を持ったシリアル信号Ｃの１回線の合
計３回線によってエンコーダ信号の伝送を行う。以上の
ような構成のロータリエンコーダにより、従来６信号を
伝送するために差動出力方式を用いた場合、電源を含め
合計１４本の電線が必要であるが、この方式では電源を
含めて３信号の伝送だけであるので、合計８本の電線で
構成することが可能となる。
【０００８】本発明のエンコーダ信号を受信するには専
用の受信回路が必要である。図４に上記エンコーダ送信
回路に対応する受信回路の実施例を示す。本回路はイン
クリメンタル信号インターフェース部４２、シリアル信
号インターフェース部４３、シリアル／パラレル変換回
路４４、デコード回路４５により構成される。エンコー
ダ４１から出力したインクリメンタル信号はそのままイ
ンクリメンタル信号インターフェース部４２によって電
圧変換され出力する。一方エンコーダから出力したＣ信
号はシリアル信号インターフェース部４３によって電圧
変換された後、シリアル／パラレル変換回路４４によっ
てシリアル−パラレル変換され、パラレルＣ１，Ｃ２，
Ｃ３のデータとなる。このデータＣ１，Ｃ２，Ｃ３をデ
コーダ回路４５によって図５に示す内部ＲＯＭテーブル
によってデコードし、元のＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗの信号に変換
する。
用の受信回路が必要である。図４に上記エンコーダ送信
回路に対応する受信回路の実施例を示す。本回路はイン
クリメンタル信号インターフェース部４２、シリアル信
号インターフェース部４３、シリアル／パラレル変換回
路４４、デコード回路４５により構成される。エンコー
ダ４１から出力したインクリメンタル信号はそのままイ
ンクリメンタル信号インターフェース部４２によって電
圧変換され出力する。一方エンコーダから出力したＣ信
号はシリアル信号インターフェース部４３によって電圧
変換された後、シリアル／パラレル変換回路４４によっ
てシリアル−パラレル変換され、パラレルＣ１，Ｃ２，
Ｃ３のデータとなる。このデータＣ１，Ｃ２，Ｃ３をデ
コーダ回路４５によって図５に示す内部ＲＯＭテーブル
によってデコードし、元のＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗの信号に変換
する。
【０００９】図６は本受信回路のＣＷ方向およびＣＣＷ
方向時のデコード例を示す。Ｚ信号が検出された時はエ
ンコーダ側より送信される信号は０００のパターンを持
つが、受信側でデコードされるＵ，Ｖ，Ｗの各信号はＺ
信号検出前の信号を保持する形で出力される。この例で
はＵ相の位相遅れが生じるが、Ｚ相信号幅は３相励磁切
り換え信号Ｕ，Ｖ，Ｗに比べて機械角で小さいため、モ
ータトルクへの影響は少ない。
方向時のデコード例を示す。Ｚ信号が検出された時はエ
ンコーダ側より送信される信号は０００のパターンを持
つが、受信側でデコードされるＵ，Ｖ，Ｗの各信号はＺ
信号検出前の信号を保持する形で出力される。この例で
はＵ相の位相遅れが生じるが、Ｚ相信号幅は３相励磁切
り換え信号Ｕ，Ｖ，Ｗに比べて機械角で小さいため、モ
ータトルクへの影響は少ない。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本エンコー
ダの送受信の回路は３相励磁信号の信号パターンが、ハ
ミング距離が１であること、また０００および１１１の
パターンを持たないといった性質があるので、シリアル
通信信号に特別に検査符号を付加する必要がなく、最小
限の伝送ビットパターンで送受信でき、高速応答性に優
れる特徴を有する。また従来１４本必要としていた信号
線の数を８本にまで削減することができ、量産性と信頼
性を高めたロータリエンコーダを実現している。
ダの送受信の回路は３相励磁信号の信号パターンが、ハ
ミング距離が１であること、また０００および１１１の
パターンを持たないといった性質があるので、シリアル
通信信号に特別に検査符号を付加する必要がなく、最小
限の伝送ビットパターンで送受信でき、高速応答性に優
れる特徴を有する。また従来１４本必要としていた信号
線の数を８本にまで削減することができ、量産性と信頼
性を高めたロータリエンコーダを実現している。
【図１】本発明のインクリメンタルエンコーダの回路構
成図
成図
【図２】ビット変換回路の回路図
【図３】本発明のインクリメンタルエンコーダの動作波
形図
形図
【図４】本発明のインクリメンタルエンコーダ信号の受
信側回路図
信側回路図
【図５】３ビット情報信号デコード回路の回路図
【図６】本発明のインクリメンタルエンコーダ信号の受
信信号図
信信号図
【図７】従来のインクリメンタルエンコーダの回路構成
図
図
【図８】従来のインクリメタルエンコーダの信号波形図
１４ 波形整形回路 １５ ビット変換回路 １６ パラレル／シリアル変換回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−305317（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−204899（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−210422（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−36914（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 7/00 - 7/34 G01B 11/00 - 11/30
Claims (1)
- 【請求項１】 ９０度の位相差を有するＡ，Ｂ２相のイ
ンクリメンタル信号および１回転中の原点を示す基準信
号Ｚおよび３相ＡＣサーボモータの相励磁切り換え信号
（コミュテーション信号）Ｕ，Ｖ，Ｗとを出力する波形
成形回路と、上記Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｚの４信号を入力しＺ信
号がアクティブでないときはＵ，Ｖ，Ｗの３ビット信号
を、Ｚ信号がアクティブなときは０００または１１１の
３ビット信号を出力するビット変換回路と、ビット変換
回路が出力する上記３ビットの信号をシリアル変換して
出力するパラレル／シリアル変換回路とを備えたロータ
リエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240996A JP3033278B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ロータリエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240996A JP3033278B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ロータリエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579856A JPH0579856A (ja) | 1993-03-30 |
| JP3033278B2 true JP3033278B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=17067778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240996A Expired - Fee Related JP3033278B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ロータリエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033278B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101345305B1 (ko) | 2011-11-23 | 2013-12-27 | 주식회사 트론 | 자극 검출 소자 및 이를 이용한 엔코더 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3240996A patent/JP3033278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101345305B1 (ko) | 2011-11-23 | 2013-12-27 | 주식회사 트론 | 자극 검출 소자 및 이를 이용한 엔코더 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579856A (ja) | 1993-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |