JP3201120B2 - 多回転式アブソリュートエンコーダ - Google Patents
多回転式アブソリュートエンコーダInfo
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- JP3201120B2 JP3201120B2 JP01096194A JP1096194A JP3201120B2 JP 3201120 B2 JP3201120 B2 JP 3201120B2 JP 01096194 A JP01096194 A JP 01096194A JP 1096194 A JP1096194 A JP 1096194A JP 3201120 B2 JP3201120 B2 JP 3201120B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転体の絶対回転角を検
出するための多回転式アブソリュートエンコーダに関す
るものであり、特にＡＣサーボモータに組み込まれて使
われるロータリーエンコーダに関するものである。
出するための多回転式アブソリュートエンコーダに関す
るものであり、特にＡＣサーボモータに組み込まれて使
われるロータリーエンコーダに関するものである。
【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Ａ
Ｃ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。
タにはブラシ付きのＤＣサーボモータとブラシのないＡ
Ｃ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。
【０００３】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、サーボモータに組み込まれて使用され
るロータリー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の出力信号は図８に示すよう
に、回転方向が判別できるように互いに９０度位相差を
有するＡ，Ｂ２相の信号と、１回転１パルスの基準Ｚ信
号と、ＡＣサーボモータの通電相切り替えのためのコミ
ュテーション信号Ｕ，Ｖ，Ｗを備えたものが一般的であ
る。また、アブソリュートエンコーダは電源投入後直ち
に１回転内の絶対位置が認識できるエンコーダで、イン
クリメンタルエンコーダを用いた制御システムにおいて
必要とされる電源投入直後に行う機械位置とコントロー
ラとの位置合わせ動作である原点復帰動作が不要である
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つつあり、またその多く
はモータの回転数カウント機能をつけた多回転式アブソ
リュートエンコーダである。
があるが、近年、サーボモータに組み込まれて使用され
るロータリー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の出力信号は図８に示すよう
に、回転方向が判別できるように互いに９０度位相差を
有するＡ，Ｂ２相の信号と、１回転１パルスの基準Ｚ信
号と、ＡＣサーボモータの通電相切り替えのためのコミ
ュテーション信号Ｕ，Ｖ，Ｗを備えたものが一般的であ
る。また、アブソリュートエンコーダは電源投入後直ち
に１回転内の絶対位置が認識できるエンコーダで、イン
クリメンタルエンコーダを用いた制御システムにおいて
必要とされる電源投入直後に行う機械位置とコントロー
ラとの位置合わせ動作である原点復帰動作が不要である
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つつあり、またその多く
はモータの回転数カウント機能をつけた多回転式アブソ
リュートエンコーダである。
【０００４】以下に、従来の多回転式アブソリュートエ
ンコーダについて説明する。図９は従来の多回転式アブ
ソリュートエンコーダの機能ブロックを示すものであ
る。図９において９１はインクリメンタル信号出力部、
９２はアブソリュート信号出力部、９３は多回転カウン
タ部、９４はバックアップ回路、９５は変換回路であ
る。
ンコーダについて説明する。図９は従来の多回転式アブ
ソリュートエンコーダの機能ブロックを示すものであ
る。図９において９１はインクリメンタル信号出力部、
９２はアブソリュート信号出力部、９３は多回転カウン
タ部、９４はバックアップ回路、９５は変換回路であ
る。
【０００５】以上のように構成された多回転式アブソリ
ュートエンコーダについて、以下その動作について説明
する。まず、主電源がオンしているときエンコーダの回
転位置に合わせインクリメンタル信号出力部９１からは
９０度位相差を有するＡ，Ｂ信号そして１回転に１回発
生するＺ信号が出力する。また、アブソリュート信号出
力部９２からは１回転アブソリュートデータとして１回
転の分解能に対応した２0から２K-1のＫビットの信号を
出力する。また、多回転カウンタ９３はアブソリュート
信号出力の上位２ビット２K-1と２K-2とを用いて回転回
数を計数する。変換回路９５はパラレルデータである１
回転アブソリュートデータと、多回転カウントデータと
をシリアルデータに変換しドライバやＮＣシステムに送
信する。一方、主電源がオフした場合にはバックアップ
回路９４によりアブソリュート信号出力の上位２ビット
２K-1と２K-2信号の検出と、多回転カウンタ９３とを常
に動作している。これにより再度主電源を投入したとき
にも回転回数をリセットすることなく保持し、しかも主
電源オフ時に変化した回転回数も検出することができ
る。
ュートエンコーダについて、以下その動作について説明
する。まず、主電源がオンしているときエンコーダの回
転位置に合わせインクリメンタル信号出力部９１からは
９０度位相差を有するＡ，Ｂ信号そして１回転に１回発
生するＺ信号が出力する。また、アブソリュート信号出
力部９２からは１回転アブソリュートデータとして１回
転の分解能に対応した２0から２K-1のＫビットの信号を
出力する。また、多回転カウンタ９３はアブソリュート
信号出力の上位２ビット２K-1と２K-2とを用いて回転回
数を計数する。変換回路９５はパラレルデータである１
回転アブソリュートデータと、多回転カウントデータと
をシリアルデータに変換しドライバやＮＣシステムに送
信する。一方、主電源がオフした場合にはバックアップ
回路９４によりアブソリュート信号出力の上位２ビット
２K-1と２K-2信号の検出と、多回転カウンタ９３とを常
に動作している。これにより再度主電源を投入したとき
にも回転回数をリセットすることなく保持し、しかも主
電源オフ時に変化した回転回数も検出することができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、絶対位置を決定するためのアブソリュー
ト信号の数が多数必要で、分解能を上げていくほど信号
数は増加する。信号の数に対応して検出部の数も増やす
必要があり、処理回路の規模も増大してくるので構造的
にも回路規模も大きくなるという問題点を有していた。
来の構成では、絶対位置を決定するためのアブソリュー
ト信号の数が多数必要で、分解能を上げていくほど信号
数は増加する。信号の数に対応して検出部の数も増やす
必要があり、処理回路の規模も増大してくるので構造的
にも回路規模も大きくなるという問題点を有していた。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、小型でコンパクトな多回転式アブソリュートエンコ
ーダを提供することを目的とする。
で、小型でコンパクトな多回転式アブソリュートエンコ
ーダを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の多回転式アブソリュートエンコーダは、 １、互いに９０度位相差を有するＡ，Ｂ２相のインクリ
メンタル信号と、互いに９０度位相差を有する１回転に
１個以上の周期をもつ２相のアナログ信号とこの２つの
信号に１８０°位相差をもつ２相のアナログ信号の計４
つのアナログ信号と、互いに位相差を有し１回転に１個
の周期をもつ回転回数検出信号の合計３種類の信号を出
力する原信号出力部と、 ２、上記４つのアナログ信号より１回転内の位置を出力
するデコード回路と、 ３、上記回転回数検出信号より正逆方向の回転回数を計
数する多回転カウンタと、 ４、主電源ＯＦＦ時に上記原信号出力部の回転回数検出
信号と多回転カウンタとを動作させるバックアップ回路
と、 ５、主電源の状態を監視する電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路
と、 ６、この電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路の出力により上記デ
コード回路の出力をプリセットしインクリメンタル信号
をカウントして１回転内の絶対位置を出力する１回転ア
ブソリュートカウンタと、 ７、この１回転アブソリュートカウンタと多回転カウン
タからのパラレルデータをシリアルデータに変換し出力
する変換回路を備えた構成を有している。
に本発明の多回転式アブソリュートエンコーダは、 １、互いに９０度位相差を有するＡ，Ｂ２相のインクリ
メンタル信号と、互いに９０度位相差を有する１回転に
１個以上の周期をもつ２相のアナログ信号とこの２つの
信号に１８０°位相差をもつ２相のアナログ信号の計４
つのアナログ信号と、互いに位相差を有し１回転に１個
の周期をもつ回転回数検出信号の合計３種類の信号を出
力する原信号出力部と、 ２、上記４つのアナログ信号より１回転内の位置を出力
するデコード回路と、 ３、上記回転回数検出信号より正逆方向の回転回数を計
数する多回転カウンタと、 ４、主電源ＯＦＦ時に上記原信号出力部の回転回数検出
信号と多回転カウンタとを動作させるバックアップ回路
と、 ５、主電源の状態を監視する電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路
と、 ６、この電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路の出力により上記デ
コード回路の出力をプリセットしインクリメンタル信号
をカウントして１回転内の絶対位置を出力する１回転ア
ブソリュートカウンタと、 ７、この１回転アブソリュートカウンタと多回転カウン
タからのパラレルデータをシリアルデータに変換し出力
する変換回路を備えた構成を有している。
【０００９】
【作用】この構成によって、従来の多回転式アブソリュ
ートエンコーダより１回転内のアブソリュート信号のビ
ット数を少なくすることができるので、検出部と電気回
路部を小さくすることができ、小型でコンパクトな多回
転式アブソリュートエンコーダを得ることができる。
ートエンコーダより１回転内のアブソリュート信号のビ
ット数を少なくすることができるので、検出部と電気回
路部を小さくすることができ、小型でコンパクトな多回
転式アブソリュートエンコーダを得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施例の機能ブロック図
である。図１において１１は原信号出力部、１２はデコ
ード回路、１３はＺ信号発生回路、１４は１回転アブソ
リュートカウンタ、１５は多回転カウンタ、１６は電源
ＯＮ／ＯＦＦ検出回路、１７はバックアップ回路、１８
は変換回路である。
である。図１において１１は原信号出力部、１２はデコ
ード回路、１３はＺ信号発生回路、１４は１回転アブソ
リュートカウンタ、１５は多回転カウンタ、１６は電源
ＯＮ／ＯＦＦ検出回路、１７はバックアップ回路、１８
は変換回路である。
【００１２】図２に原信号出力部１１の構成を示す。こ
こで２１は発光素子、２２は回転スリット板、２３は受
光素子、２４は波形整形回路、２５は信号増幅回路であ
る。本実施例ではＡＣサーボモータ用にインクリメンタ
ル信号を２０４８パルス、また一回転アブソリュートデ
ータを２０４８パルスの場合を示す。
こで２１は発光素子、２２は回転スリット板、２３は受
光素子、２４は波形整形回路、２５は信号増幅回路であ
る。本実施例ではＡＣサーボモータ用にインクリメンタ
ル信号を２０４８パルス、また一回転アブソリュートデ
ータを２０４８パルスの場合を示す。
【００１３】図３に回転スリット板２２の回転に合わせ
て検出される信号を示す。ここでＡ，Ｂ信号は互いに９
０度の位相差を有する信号であり１回転中２０４８パル
ス発生するインクリメンタル信号である。２0ａ，２
0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′信号は１回転に１周期の信号を
もつアナログ信号であり、２0ａと２0ａ′および２0ｂ
と２0ｂ′はそれぞれ１８０°位相差をもち、２0ａと２
0ｂおよび２0ａ′と２0ｂ′はそれぞれ９０°位相差を
もつ信号である。２1Ａ，２1Ｂは互いに位相差を有する
信号であり１回転中１パルス発生する回転回数検出信号
である。
て検出される信号を示す。ここでＡ，Ｂ信号は互いに９
０度の位相差を有する信号であり１回転中２０４８パル
ス発生するインクリメンタル信号である。２0ａ，２
0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′信号は１回転に１周期の信号を
もつアナログ信号であり、２0ａと２0ａ′および２0ｂ
と２0ｂ′はそれぞれ１８０°位相差をもち、２0ａと２
0ｂおよび２0ａ′と２0ｂ′はそれぞれ９０°位相差を
もつ信号である。２1Ａ，２1Ｂは互いに位相差を有する
信号であり１回転中１パルス発生する回転回数検出信号
である。
【００１４】図４にデコード回路１２の構成を示す。こ
こで４１はアナログ信号の電圧を数値化するアナログ／
ディジタル変換部（以後Ａ／Ｄ変換部）、４２はＡ／Ｄ
変換部で数値化された信号から２つの信号間の信号差の
絶対値と２つの信号の大小を符号で出力する演算部、４
３は演算部で検出した信号の絶対値と大小符号より１回
転中の絶対位置に相当する１回転アブソデータを出力す
るデコード部である。
こで４１はアナログ信号の電圧を数値化するアナログ／
ディジタル変換部（以後Ａ／Ｄ変換部）、４２はＡ／Ｄ
変換部で数値化された信号から２つの信号間の信号差の
絶対値と２つの信号の大小を符号で出力する演算部、４
３は演算部で検出した信号の絶対値と大小符号より１回
転中の絶対位置に相当する１回転アブソデータを出力す
るデコード部である。
【００１５】図５はデコード回路１２のＡ／Ｄ変換部と
演算部の動作を示す図であり、（ａ）はＡ／Ｄ変換部４
１に入力された信号を数値化したときの出力波形を示
す。（ｂ）は数値化された２0ａから２0ａ′を減算した
ときの絶対値と減算時の符号を示す。（ｃ）は数値化さ
れた２0ｂから２0ｂ′を減算したときの絶対値と減算時
の符号を示す。
演算部の動作を示す図であり、（ａ）はＡ／Ｄ変換部４
１に入力された信号を数値化したときの出力波形を示
す。（ｂ）は数値化された２0ａから２0ａ′を減算した
ときの絶対値と減算時の符号を示す。（ｃ）は数値化さ
れた２0ｂから２0ｂ′を減算したときの絶対値と減算時
の符号を示す。
【００１６】図６はデコード回路１２のデコード部の動
作を示す図であり、演算部から出力された絶対値および
符号と絶対位置との関係を示す。
作を示す図であり、演算部から出力された絶対値および
符号と絶対位置との関係を示す。
【００１７】図７は電源ＯＮ／ＯＦＦ時の１回転アブソ
リュートカウンタの動作タイミングを示す。
リュートカウンタの動作タイミングを示す。
【００１８】以下、上記構成の多回転アブソリュートエ
ンコーダについて図１を用いてその動作を説明する。
ンコーダについて図１を用いてその動作を説明する。
【００１９】原信号出力部１１からは図３のようにＡ，
Ｂ相、２0ａ，２0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′、２1Ａ，２1Ｂ
の６つの信号が出力され、このうち、Ａ，Ｂ相は１回転
アブソリュートカウンタ１４およびシステム側へ出力さ
れる。２1Ａ，２1Ｂは多回転カウンタ１５に入り、モー
タの回転回数をカウントする。この２1Ａ，２1Ｂおよび
多回転カウンタ１５は主電源ＯＦＦ時もバックアップ回
路１７にて検出および保持をしている。また、２0ａ，
２0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′はデコード回路１２を介して
１回転アブソデータに変換され１回転アブソリュートカ
ウンタ１４に入る。この１回転アブソリュートカウンタ
１４は電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路１６からの信号により
動作がプリセットまたはカウントモードに切り替わるよ
うになっている。さらに１回転アブソリュートカウンタ
の値と上記多回転カウンタの値は変換回路１８を介して
システム側へ出力される。Ｚ信号発生回路１３は上記１
回転アブソリュートカウンタから２０４８分解能のうち
０番地を検出し、これをＺ信号としてシステム側へ出力
をする。
Ｂ相、２0ａ，２0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′、２1Ａ，２1Ｂ
の６つの信号が出力され、このうち、Ａ，Ｂ相は１回転
アブソリュートカウンタ１４およびシステム側へ出力さ
れる。２1Ａ，２1Ｂは多回転カウンタ１５に入り、モー
タの回転回数をカウントする。この２1Ａ，２1Ｂおよび
多回転カウンタ１５は主電源ＯＦＦ時もバックアップ回
路１７にて検出および保持をしている。また、２0ａ，
２0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′はデコード回路１２を介して
１回転アブソデータに変換され１回転アブソリュートカ
ウンタ１４に入る。この１回転アブソリュートカウンタ
１４は電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路１６からの信号により
動作がプリセットまたはカウントモードに切り替わるよ
うになっている。さらに１回転アブソリュートカウンタ
の値と上記多回転カウンタの値は変換回路１８を介して
システム側へ出力される。Ｚ信号発生回路１３は上記１
回転アブソリュートカウンタから２０４８分解能のうち
０番地を検出し、これをＺ信号としてシステム側へ出力
をする。
【００２０】次に図４，図５，図６を用いてデコード回
路１２の動作を説明する。原信号出力部１１からの信号
２0ａ，２0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′はＡ／Ｄ変換部４１に
入りアナログ信号の電圧を数値化する。図５（ａ）にこ
の数値化された信号を示す。数値化された信号は演算部
４２に入り２つの信号間の信号差の絶対値と２つの信号
の大小を算出する。図５（ｂ）に図５（ａ）の２0ａか
ら２0ａ′を減算したときの絶対値をＸ、減算時の符号
をＺ1に示す。Ｚ1の符号で“Ｌ”は２ 0ａ≧２0ａ′を意
味し、“Ｈ”は２0ａ＜２0ａ′を意味する。同様にして
図５（ｃ）に２0ｂから２0ｂ′を減算したときの絶対値
をＹ、減算時の符号をＺ2に示す。この絶対値Ｘ，Ｙお
よび符号Ｚ1，Ｚ2はデコード部４３に入る。
路１２の動作を説明する。原信号出力部１１からの信号
２0ａ，２0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′はＡ／Ｄ変換部４１に
入りアナログ信号の電圧を数値化する。図５（ａ）にこ
の数値化された信号を示す。数値化された信号は演算部
４２に入り２つの信号間の信号差の絶対値と２つの信号
の大小を算出する。図５（ｂ）に図５（ａ）の２0ａか
ら２0ａ′を減算したときの絶対値をＸ、減算時の符号
をＺ1に示す。Ｚ1の符号で“Ｌ”は２ 0ａ≧２0ａ′を意
味し、“Ｈ”は２0ａ＜２0ａ′を意味する。同様にして
図５（ｃ）に２0ｂから２0ｂ′を減算したときの絶対値
をＹ、減算時の符号をＺ2に示す。この絶対値Ｘ，Ｙお
よび符号Ｚ1，Ｚ2はデコード部４３に入る。
【００２１】図６（ｄ），図６（ｅ），図６（ｆ）は上
記絶対値Ｘ，Ｙおよび符号Ｚ1，Ｚ2と絶対位置との関係
を示した図であり、Ｘ（Ｐ）およびＹ（Ｐ）は位置Ｐの
関数となり、図より任意の位置Ｐに対しＸ（Ｐ）＋Ｙ
（Ｐ）は一定（数１）の関係が成り立つ。
記絶対値Ｘ，Ｙおよび符号Ｚ1，Ｚ2と絶対位置との関係
を示した図であり、Ｘ（Ｐ）およびＹ（Ｐ）は位置Ｐの
関数となり、図より任意の位置Ｐに対しＸ（Ｐ）＋Ｙ
（Ｐ）は一定（数１）の関係が成り立つ。
【００２２】
【数１】
【００２３】ここで停止位置がｐ1およびｐ2のときの１
回転アブソデータの算出例について説明する。
回転アブソデータの算出例について説明する。
【００２４】停止位置がｐ1の場合、演算部４２からは
絶対値はｘ1，ｙ1が得られ、符号はＺ1：“Ｌ”，Ｚ2：
“Ｌ”が得られる。これより停止位置はＰ２の範囲内
（９０〜１８０°）であることがまずわかる。
絶対値はｘ1，ｙ1が得られ、符号はＺ1：“Ｌ”，Ｚ2：
“Ｌ”が得られる。これより停止位置はＰ２の範囲内
（９０〜１８０°）であることがまずわかる。
【００２５】
【数２】
【００２６】次に（数２）よりｑ1がわかり、Ｐ２内の
ｑ1であることから９０°＋ｑ1で現在位置が求められ
る。さらに、この値と１回転の分解能２０４８との相関
をとれば１回転アブソデータが確定することになる。
ｑ1であることから９０°＋ｑ1で現在位置が求められ
る。さらに、この値と１回転の分解能２０４８との相関
をとれば１回転アブソデータが確定することになる。
【００２７】停止位置がｐ２の場合、上記と同様にすれ
ば停止位置はＰ３の範囲内（１８０〜２７０°）である
ことがわかる。次に（数３）よりｑ2がわかりＰ３内の
ｑ2であることから１８０°＋ｑ2で現在位置が求めら
れ、上記と同様にして１回転アブソデータが確定する。
ば停止位置はＰ３の範囲内（１８０〜２７０°）である
ことがわかる。次に（数３）よりｑ2がわかりＰ３内の
ｑ2であることから１８０°＋ｑ2で現在位置が求めら
れ、上記と同様にして１回転アブソデータが確定する。
【００２８】
【数３】
【００２９】以上のように１回転中のアナログ信号を数
値化し、演算することにより１回転アブソデータの検出
が可能となる。また、上記構成はアナログ信号の全振幅
に対する比率計算で位置を算出しているので、温度など
によりアナログ信号の振幅が変化しても（数１），（数
２），（数３）より安定した１回転アブソデータが検出
可能となる。
値化し、演算することにより１回転アブソデータの検出
が可能となる。また、上記構成はアナログ信号の全振幅
に対する比率計算で位置を算出しているので、温度など
によりアナログ信号の振幅が変化しても（数１），（数
２），（数３）より安定した１回転アブソデータが検出
可能となる。
【００３０】次に、電源投入時のエンコーダ動作を図７
を用いて説明する。主電源が投入されると原信号出力部
から２0ａ，２0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′が出力され上記の
ようにしてデコード回路１２を介して１回転アブソデー
タが１回転アブソリュートカウンタ１４へプリセットさ
れる。次に主電源投入から所定時間遅れて電源ＯＮ／Ｏ
ＦＦ検出回路１６より（Ａ）および（Ｂ）信号が出力さ
れ、（Ａ）信号が“Ｌ”から“Ｈ”になると１回転アブ
ソリュートカウンタ１４は、今までの１回転アブソデー
タのプリセット動作からインクリメンタル信号Ａ，Ｂ相
をカウントする動作に切り替わる。１回転アブソデータ
は以後Ａ，Ｂ相のカウントにより更新される。さらに
（Ｂ）信号が“Ｌ”から“Ｈ”になると１回転アブソリ
ュートカウンタ１４からのデータと多回転カウンタ１５
からのデータとを合わせて変換回路１８でシリアルデー
タに変換してＡＣサーボモータを駆動するドライバシス
テムにデータを転送する。
を用いて説明する。主電源が投入されると原信号出力部
から２0ａ，２0ａ′，２0ｂ，２0ｂ′が出力され上記の
ようにしてデコード回路１２を介して１回転アブソデー
タが１回転アブソリュートカウンタ１４へプリセットさ
れる。次に主電源投入から所定時間遅れて電源ＯＮ／Ｏ
ＦＦ検出回路１６より（Ａ）および（Ｂ）信号が出力さ
れ、（Ａ）信号が“Ｌ”から“Ｈ”になると１回転アブ
ソリュートカウンタ１４は、今までの１回転アブソデー
タのプリセット動作からインクリメンタル信号Ａ，Ｂ相
をカウントする動作に切り替わる。１回転アブソデータ
は以後Ａ，Ｂ相のカウントにより更新される。さらに
（Ｂ）信号が“Ｌ”から“Ｈ”になると１回転アブソリ
ュートカウンタ１４からのデータと多回転カウンタ１５
からのデータとを合わせて変換回路１８でシリアルデー
タに変換してＡＣサーボモータを駆動するドライバシス
テムにデータを転送する。
【００３１】ドライバシステムではシリアルデータを受
信し、このうち１回転アブソリュートデータから正弦波
ＲＯＭテーブルによってＡＣサーボモータの通電相切り
替えのためのコミュテーション信号を作りモータの回転
を開始する。モータ回転開始後は、１回転アブソリュー
トデータはＡ，Ｂ相の分解能２０４８分の１の分解能で
変化するのでドライバシステム側ではコミュテーション
信号を正弦波状に変化できモータは正弦波ドライブで駆
動することになる。
信し、このうち１回転アブソリュートデータから正弦波
ＲＯＭテーブルによってＡＣサーボモータの通電相切り
替えのためのコミュテーション信号を作りモータの回転
を開始する。モータ回転開始後は、１回転アブソリュー
トデータはＡ，Ｂ相の分解能２０４８分の１の分解能で
変化するのでドライバシステム側ではコミュテーション
信号を正弦波状に変化できモータは正弦波ドライブで駆
動することになる。
【００３２】以上のように、１回転内のアナログ信号を
数値化し演算することにより１回転アブソデータを生成
し、この値に２０４８分解能をもつインクリメンタル信
号の計数を加える構成にすることにより、高分解能な多
回転アブソリュートエンコーダが実現できる。
数値化し演算することにより１回転アブソデータを生成
し、この値に２０４８分解能をもつインクリメンタル信
号の計数を加える構成にすることにより、高分解能な多
回転アブソリュートエンコーダが実現できる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明は、１回転内のアナ
ログ信号を信号処理することにより信号源を少なく温度
変化にも安定であり、かつ高分解能のアブソリュート検
出ができる。これにより回転ディスク径を小さくできる
ためエンコーダが小型化でき、しかも従来のアブソリュ
ート対応のドライバが使用可能な多回転式アブソリュー
トエンコーダを実現できるものである。
ログ信号を信号処理することにより信号源を少なく温度
変化にも安定であり、かつ高分解能のアブソリュート検
出ができる。これにより回転ディスク径を小さくできる
ためエンコーダが小型化でき、しかも従来のアブソリュ
ート対応のドライバが使用可能な多回転式アブソリュー
トエンコーダを実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例における多回転式アブソリュ
ートエンコーダの構成図
ートエンコーダの構成図
【図２】本発明の一実施例における原信号出力部の構成
図
図
【図３】本発明の一実施例における多回転式アブソリュ
ートエンコーダの検出信号のタイミング図
ートエンコーダの検出信号のタイミング図
【図４】本発明の一実施例におけるデコード回路の構成
図
図
【図５】本発明の一実施例におけるデコード回路の動作
説明図
説明図
【図６】本発明の一実施例におけるデコード回路の動作
説明図
説明図
【図７】本発明の一実施例における電源ＯＮ／ＯＦＦ時
の動作説明図
の動作説明図
【図８】従来のインクリメンタル式エンコーダの出力タ
イミング図
イミング図
【図９】従来の多回転式アブソリュートエンコーダのブ
ロック図
ロック図
１１ 原信号出力部 １２ デコード回路 １３ Ｚ信号発生回路 １４ １回転アブソリュートカウンタ １５，９３ 多回転カウンタ １６ 電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路 １７，９４ バックアップ回路 １８，９５ 変換回路 ２１ 発光素子 ２２ 回転スリット板 ２３ 受光素子 ２４ 波形整形回路 ２５ 信号増幅回路 ４１ Ａ／Ｄ変換部 ４２ 演算部 ４３ デコード部 ９１ インクリメンタル信号出力部 ９２ アブソリュート信号出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに９０度位相差を有するＡ，Ｂ２相
のインクリメンタル信号と、互いに９０度位相差を有す
る１回転に１個以上の周期をもつ２相の三角波アナログ
信号２ 0 ａ、２ 0 ｂとこの２つの信号に１８０°位相差を
もつ２相の三角波アナログ信号２ 0 ａ’、２ 0 ｂ’の計４
つのアナログ信号と、互いに位相差を有し１回転に１個
の周期をもつ回転回数検出信号の合計３種類の信号を出
力する原信号出力部と、 上記４つのアナログ信号より１回転内の位置を出力する
デコード回路と、 上記回転回数検出信号より正逆方向の回転回数を計数す
る多回転カウンタと、 主電源ＯＦＦ時に上記原信号出力部の回転回数検出信号
と多回転カウンタとを動作させるバックアップ回路と、 主電源の状態を監視する電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路と、この電源ON／OFF検出回路の出力により上記デコード回
路のアブソリュートデータをプリセットし、それ以降、
インクリメンタル信号をカウントして１回転内の絶対位
置を出力する １回転アブソリュートカウンタと、 この１回転アブソリュートカウンタと多回転カウンタか
らのパラレルデータをシリアルデータに変換し出力する
変換回路とを備え前記デコード回路は、２ 0 ａ−２
0 ａ’、２ 0 ｂ−２ 0 ｂ’の絶対値をＸ、Ｙ、２ 0 ａ−２ 0
ａ’、２ 0 ｂ−２ 0 ｂ’の符号をＺ 1 、Ｚ 2 とし、前記Ｘ、
Ｙは、Ｘ＋Ｙ＝Ｋ（一定）の関係であり、前記Ｚ 1 、Ｚ 2
の符号が同符号の時、位置ｑｎは、ｑｎ＝Ｙｎ／Ｋ×９
０°で算出し、前記Ｚ 1 、Ｚ 2 の符号が異符号の時、位置
ｑｎは、ｑｎ＝Ｘｎ／Ｋ×９０°で算出するようにして
４つのアナログ信号より１回転内の位置を出力する多回
転式アブソリュートエンコーダ。 - 【請求項２】 １回転内の位置を出力するデコード回路
は、上記アナログ信号を数値化するアナログ／ディジタ
ル変換部（Ａ／Ｄ変換部）と、この数値化された信号よ
り２つの数値（２ 0 ａ−２ 0 ａ’、２ 0 ｂ−２ 0 ｂ’）間の
絶対値Ｘ、Ｙと、この２つの数値（２ 0 ａ−２ 0 ａ’、２
0 ｂ−２ 0 ｂ’）の大小を符号Ｚ 1 、Ｚ 2 で出力する演算部
と、この演算された絶対値と数値の大小符号より１回転
内の位置データに変換するデコード部とから構成された
ことを特徴とする請求項１記載の多回転式アブソリュー
トエンコーダ。 - 【請求項３】 １回転アブソリュートカウンタより１回
転アブソリュートデータの零値に対応する信号を出力す
るＺ信号発生回路を備えた請求項１記載の多回転式アブ
ソリュートエンコーダ。 - 【請求項４】 請求項１記載の多回転式アブソリュート
エンコーダを有するサーボモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01096194A JP3201120B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 多回転式アブソリュートエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01096194A JP3201120B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 多回転式アブソリュートエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218290A JPH07218290A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3201120B2 true JP3201120B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=11764780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01096194A Expired - Fee Related JP3201120B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 多回転式アブソリュートエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201120B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8179373B2 (en) | 2008-09-23 | 2012-05-15 | Tpk Touch Solutions Inc. | Method for detecting touch points of touch control device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4875889B2 (ja) | 2005-12-08 | 2012-02-15 | ハイデンハイン株式会社 | エンコーダのカウントミス検出回路およびエンコーダのカウントミス検出方法 |
| DE102008051083A1 (de) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Multiturn-Drehgeber |
| JP5547950B2 (ja) * | 2009-10-30 | 2014-07-16 | オリンパス株式会社 | エンコーダ |
| CN111106765A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-05 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种无刷电机驱动系统及方法 |
-
1994
- 1994-02-02 JP JP01096194A patent/JP3201120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8179373B2 (en) | 2008-09-23 | 2012-05-15 | Tpk Touch Solutions Inc. | Method for detecting touch points of touch control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07218290A (ja) | 1995-08-18 |
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