JP3225547B2 - Encoder - Google Patents
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- JP3225547B2 JP3225547B2 JP24312091A JP24312091A JP3225547B2 JP 3225547 B2 JP3225547 B2 JP 3225547B2 JP 24312091 A JP24312091 A JP 24312091A JP 24312091 A JP24312091 A JP 24312091A JP 3225547 B2 JP3225547 B2 JP 3225547B2
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37263—Absolute and incremental encoder, detector combined
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、絶対位置を生成するエ
ンコーダに関し、特に高分解能の絶対位置を必要とする
DCサーボモータ、ACサーボモータ等に利用できる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an encoder for generating an absolute position, and more particularly, it can be used for a DC servomotor, an AC servomotor or the like which requires a high-resolution absolute position.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、絶対値エンコーダは、安川電機
第51巻、通巻 第196号 No.3 1987 P257 にあるよう
に、1回転当たりの位置情報が記録されている回転ディ
スクと、回転数をカウントする部分から構成されてい
る。1回転当たりの位置情報は、回転ディスクに絶対値
として記録されているため、1回転当たりの分解能を 1
1bitとすると、回転ディスクには少なくとも11本の信号
用のスリットが設けられることになる。この11本の信号
を11本のセンサで検出し、2値信号として処理すること
になる。2値信号になった絶対値は、回転数のカウント
値と合わせられ、多回転絶対値のエンコーダ出力信号と
して出力される。安川電機の場合、多回転絶対値のうち
回転信号は、A相によるシリアル信号として出力され、
1回転当たりの位置情報は、A相,B相による初期イン
クリメンタルパルスとして出力される。また、多回転絶
対値エンコーダとしては、サムタク株式会社、ロータリ
ーエンコーダ・回転センサ 総合カタログ VOL.02 199
0年1月 P106 にあるAEMシリーズがある。これは、1
回転当たりの絶対値信号を検出するセンサ( 11bitで少
なくとも11本のスリットが回転ディスクにある)と、回
転数を検出するセンサがあり、回転ディスク上のスリッ
トの信号を検出し、回転数のカウント及び1回転当たり
の位置を特定する。カウントされた回転数と1回転中の
位置は、アブソリュートレジスタで結合され、24bit の
多回転絶対置情報となりモデムを介して出力される。2. Description of the Related Art Conventionally, an absolute encoder has been used by Yaskawa Electric.
As shown in Vol. 51, No. 196, No. 3, 1987, p257, it is composed of a rotating disk on which position information per rotation is recorded, and a part for counting the number of rotations. Since the position information per rotation is recorded as an absolute value on the rotating disk, the resolution per rotation is 1
If it is 1 bit, the rotating disk is provided with at least 11 signal slits. These eleven signals are detected by eleven sensors and processed as binary signals. The absolute value that has been converted into a binary signal is combined with the count value of the number of rotations, and is output as an encoder output signal of a multi-rotation absolute value. In the case of Yaskawa Electric, the rotation signal of the multi-rotation absolute value is output as a serial signal in A phase,
Position information per rotation is output as an initial incremental pulse of the A phase and the B phase. For the multi-turn absolute value encoder, see Samtak Corporation, Rotary Encoder / Rotation Sensor General Catalog VOL.02 199
January 0 There is an AEM series at P106. This is 1
There is a sensor that detects the absolute value signal per rotation (11 bits and at least 11 slits are on the rotating disk) and a sensor that detects the number of rotations, detects the signal of the slit on the rotating disk and counts the number of rotations And the position per rotation. The counted number of rotations and the position during one rotation are combined by an absolute register, and become 24-bit multi-rotation absolute position information, which is output via a modem.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、1回
転中の位置情報を得るため必要な位置分解能に合わせた
スリットを回転ディスク上に設ける必要があった。つま
り、必要な分解能を2048パルス/回転(2の11乗パル
ス/回転)とすると、少なくとも11本のスリットを必要
としている。これに、A相、B相、Z相、及び回転数を
検出するための2相信号(RA相、RB相)を設けたと
すると、更に5本のスリットが必要となる。 このた
め、回転ディスクが大きくなるとともにセンサが多数必
要になり、高価になるとともに小形化できないという問
題があった。また、部品点数が多くなり、製作工数の増
大や信頼性の低下および歩留まりが悪いという問題があ
った。更に、A相、B相のパルス数を増し、高分解能化
する場合1回転当たりの絶対値も高分解能化する必要が
生じ、同一寸法の回転ディスクにスリットを設けられな
くなるか、または、回転ディスクを大きくしなければな
らないという問題もある。このように分解能向上とエン
コーダ寸法は相反する問題であり、モータに取り付けら
れるエンコーダの大きさは、製品上の大きな制約事項に
なる。In the above prior art, it was necessary to provide a slit on the rotating disk in accordance with the required position resolution to obtain position information during one rotation. That is, assuming that the required resolution is 2048 pulses / rotation (2 11 pulses / rotation), at least 11 slits are required. If two phase signals (RA phase and RB phase) for detecting the A phase, the B phase, the Z phase, and the number of revolutions are provided, five more slits are required. For this reason, there is a problem that the rotating disk becomes large and a large number of sensors are required, so that it becomes expensive and cannot be downsized. In addition, the number of parts increases, and there is a problem that the number of manufacturing steps increases, the reliability decreases, and the yield is poor. Further, when the number of A-phase and B-phase pulses is increased to increase the resolution, it is necessary to increase the absolute value per rotation. Therefore, it becomes impossible to provide a slit on a rotating disk of the same size, or There is also a problem that must be increased. As described above, the resolution improvement and the encoder size are contradictory issues, and the size of the encoder attached to the motor is a major restriction on the product.
【0004】本発明は、現状のインクリメンタルエンコ
ーダのような小形のエンコ−ダディスクを用い、小形で
安価な高分解能型絶対値エンコーダを供給することを目
的としている。An object of the present invention is to provide a small and inexpensive high-resolution absolute value encoder using a small encoder disk such as a current incremental encoder.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、高分解能多回転絶対値エンコーダを使用する用途の
多くは、従来からの原点合わせ時間及び原点合わせ動作
をなくすことを主目的としており多少のモータの回転は
許容できるものが多い。このため、1回転中のすべての
位置を絶対値として検出するのではなく、1回転中の複
数の位置を基準とし、この基準位置における1回転中の
絶対値をプリセットするカウンタをエンコーダ内に設け
るようにした。カウンタは、プリセット後、インクリメ
ンタル信号を計数するようにし、1回転中の任意の位置
の絶対値を絶えず検出する。更にこの検出値と、回転数
のカウント値をアブソリュートデータレジスタに格納
し、モデムを介して出力すれば、前述の多回転絶対値エ
ンコーダと同様な機能を果たすことができる。In order to achieve the above-mentioned object, many uses of a high-resolution multi-rotation absolute value encoder are mainly intended to eliminate the conventional home position adjustment time and home position adjustment operation. The rotation of the motor is often acceptable. Therefore, instead of detecting all positions during one rotation as absolute values, a counter that presets the absolute value during one rotation at this reference position based on a plurality of positions during one rotation is provided in the encoder. I did it. The counter counts incremental signals after presetting, and constantly detects the absolute value of an arbitrary position during one rotation. Furthermore, if the detected value and the count value of the number of revolutions are stored in an absolute data register and output via a modem, the same function as the above-described multi-turn absolute value encoder can be achieved.
【0006】[0006]
【作用】前記、1回転中の基準位置は少なくとも1ヶ以
上設ける必要があり、この位置を示す信号をスリット上
に設ける。スリットから得られた基準位置信号または、
スリットから得られた信号をもとに生成された基準位置
信号は、1回転中の特定の位置を示すことになるため、
1回転中の正確な絶対位置が得られる。この絶対位置を
カウンタにプリセットすることで、基準信号発生位置の
絶対値がカウンタの値となりカウンタの値は、1回転中
の正確な絶対位置を示すことになる。このプリセットさ
れた位置を基準に、インクリメンタル信号により得られ
る回転量をカウンタで計数することにより、1回転中の
任意の位置の絶対位置をカウンタの値として得ることが
できる。It is necessary to provide at least one reference position during one rotation, and a signal indicating this position is provided on the slit. Reference position signal obtained from slit or
Since the reference position signal generated based on the signal obtained from the slit indicates a specific position during one rotation,
An accurate absolute position during one rotation is obtained. By presetting the absolute position in the counter, the absolute value of the reference signal generation position becomes the value of the counter, and the value of the counter indicates the accurate absolute position during one rotation. By counting the amount of rotation obtained by the incremental signal with the counter based on the preset position, the absolute position of an arbitrary position during one rotation can be obtained as the value of the counter.
【0007】この基準位置信号は、例えば、ACサ−ボ
用のU,V,W相付インクリメンタルエンコ−ダを使用
する場合、U,V,W相の各相のエッジにより生成する
ことが可能であリ、一方、分解能の低い絶対値エンコ−
ダを使用する場合、スリットパタ−ンとして良く用いら
れるグレイコ−ド信号の変化エッジにより生成すること
が可能である。この絶対値エンコ−ダの場合、グレイコ
−ド信号の上位信号により回転数カウンタを動作させる
信号が得られる。This reference position signal can be generated by the edges of the U, V, and W phases when an incremental encoder with U, V, and W phases for an AC servo is used, for example. On the other hand, an absolute value encoder having a low resolution
When using a gray code signal, it can be generated by a changing edge of a gray code signal often used as a slit pattern. In the case of this absolute value encoder, a signal for operating the rotation speed counter is obtained from the upper signal of the gray code signal.
【0008】以上にように、回転ディスクに多くの絶対
値用スリットを設ける必要がなくなり、従来からのイン
クリメンタルエンコーダの技術範囲内で高分解能の絶対
値エンコーダが製作できるので、小型化が可能となり高
価になることがない。As described above, it is not necessary to provide a large number of absolute value slits on the rotating disk, and a high-resolution absolute value encoder can be manufactured within the technical range of a conventional incremental encoder. Never be.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の一実施例として、U,V,W
相付インクリメンタルエンコ−ダを用いた場合の実施例
を図1〜図4により説明する。図1において、回転数補
正出力手段(85)、回転数補正信号生成手段(89)
は、除いて回路83の出力が回路41に直接入るものと
し、図中記号RA,RB,U,V,Wを使用して説明す
る。これにより、同図は、4極、2048 pulse/revのAC
サーボ用エンコーダ[コミティション信号(CS信号)
U,V,W相信号付エンコーダ]に回転数検出用の信号
RA,RB相信号を付加した例となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, U, V, W
An embodiment in which an incremental encoder is used will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a rotation speed correction output unit (85) and a rotation speed correction signal generation unit (89)
, Except that the output of the circuit 83 is directly input to the circuit 41, and will be described using the symbols RA, RB, U, V, and W in the figure. Thus, the figure shows a 4-pole, 2048 pulse / rev AC
Servo encoder [Commitment signal (CS signal)
U, V, and W-phase signal-equipped encoder] to which the signals RA and RB-phase signals for detecting the rotational speed are added.
【0010】まず、図2の4極モ−タについて説明す
る。エンコーダの回転ディスク11(デスク)には、図1
9に示すようなスリットパタ−ンが形成されており、各
パタ−ンは次の目的の信号を発生させる。 ・回転数を計数するため、90ー位相差をもつRA,RB
相からなる2相のインク リメンタル信号 ・磁極位置検出のため、U,V,W相から成るCS信号 ・回転量を検出するため、90ー位相差をもつIA,IB
相から成る2相のインクリメンタル信号ここで、モータ
の回転角度 0〜 360ーに対してRA相のエッヂが、0ー,18
0ー,360ーの位置にあり、RB相がHighの時のRA相のエ
ッヂ変化により回転数が計数されるものとする。また、
CS信号U,V,W相のU相はエッヂが 0ー,90ー,180ー,2
70ー,360ー;V相のエッヂが 60ー,150ー, 240ー, 330ー;W相
のエッヂが30ー,120ー,210ー,300ーにあるものとする。この
3相のCS信号の組み合わせにより、モータの回転数は
30ーごとに分割でき、RA相、又はRB相と組み合わせ
ることによりモータの回転角の領域を12分割RD1〜R
D12することができる。一方、回転量を示すIA,IB
相のインクリメンタルパルスは、1回転あたり2048パル
スあり、IA相のエッヂがモータの位置0ーおよび360ーに
あるものとする。First, the quadrupole motor shown in FIG. 2 will be described. The rotating disk 11 (desk) of the encoder is
A slit pattern as shown in FIG. 9 is formed, and each pattern generates the next target signal. .RA and RB with 90-phase difference to count the number of rotations
Two-phase incremental signal consisting of two phases ・ CS signal consisting of U, V, W phases for detecting magnetic pole position ・ IA, IB with 90-phase difference to detect rotation
A two-phase incremental signal consisting of two phases, where the edge of the RA phase is 0-, 18 for the rotation angle of the motor of 0-360-
It is assumed that the number of rotations is counted by the edge change of the RA phase when the RB phase is High at the 0-, 360-position. Also,
The edge of the U phase of the CS signal U, V, W phase is 0-, 90-, 180-, 2
70-, 360-; V-phase edges are 60-, 150-, 240-, 330-; W-phase edges are 30-, 120-, 210-, 300-. By the combination of the three-phase CS signals, the number of rotations of the motor becomes
The rotation angle region of the motor can be divided into twelve divisions by combining them with the RA phase or the RB phase.
D12 can. On the other hand, IA, IB indicating the rotation amount
Assume that there are 2048 phase incremental pulses per revolution and that the edges of the IA phase are at motor positions 0- and 360-.
【0011】上記のようなエンコーダにおいて、RA,
RB相により回転数を −1,0,+1と計数し、I
A,IB相により回転量を 0〜2047(インクリメンタル
パルスのてい倍量×1)まで計数する。この回転数の計
数結果とインクリメンタルパルスの計数量を結合すれ
ば、絶対値エンコーダの機能が達成される。In the above encoder, RA,
The number of rotations is counted as −1, 0, +1 by the RB phase, and I
The rotation amount is counted from 0 to 2047 (multiple amount of the incremental pulse × 1) according to the A and IB phases. By combining the result of counting the number of revolutions and the count amount of the incremental pulse, the function of the absolute value encoder is achieved.
【0012】本実施例は、12分割された領域の中の1分
割中の動作を許容し、分割領域の境目で絶対位置を更新
することにより簡易的に絶対値エンコーダを構成するこ
とにある。The present embodiment is to simply configure an absolute encoder by permitting an operation during one division among the 12 divided areas and updating the absolute position at the boundary of the divided areas.
【0013】次に、図1により本発明実施例の構成を説
明する。回転ディスク11(デスク)上のスリットによ
り通過したLED(LD1,LD2)の光をフォトダイオード
(PD)が受け、コンパレ−タ(CMP)により波形整形さ
れ、信号RA,RB,U,V,W,IA,IBが得られ
る。信号RA,RBは回転数計数手段15により計数さ
れ、回転数を計数する。このLED(LD1),フォトダ
イオード(PD),コンパレ−タ(CMP)及び回転数計数
手段15は、バッテリバック駆動され電源OFF時でも
回転数の計数及び記憶保持が可能になるよう設計されて
いる。なお、他のLED,フォトダイオード,回路はエ
ンコ−ダのメイン電源Vccが印加されているとき動作
するようになっている。なお、バッテリーバックアップ
の範囲を上記の他に21,23,25,27,31,3
3,41の素子まで広げれば停電中でも絶対位置を記憶
できる。Next, the configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The light of the LED (LD1, LD2) passed through the slit on the rotating disk 11 (desk) is received by the photodiode (PD), the waveform is shaped by the comparator (CMP), and the signals RA, RB, U, V, W are output. , IA, and IB are obtained. The signals RA and RB are counted by the rotation number counting means 15 to count the rotation number. The LED (LD1), the photodiode (PD), the comparator (CMP) and the rotation number counting means 15 are designed to be able to count and store the rotation number even when the power is off by driving the battery back. . The other LEDs, photodiodes, and circuits operate when the main power supply Vcc of the encoder is applied. The range of the battery backup is set to 21, 23, 25, 27, 31, 3 in addition to the above.
If it is expanded to 3,41 elements, the absolute position can be stored even during a power failure.
【0014】回転数検出信号RA,RBの少なくとも1
つと、CS信号U,V,Wが回転位置検出手段21(移
動位置検出手段)に入力される。回転位置検出手段21
は、U,V,W相の各エッヂが検出されるごとにサンプ
リングパルスSPを出力する。また、回転位置検出手段
21はサンプリングパルスSPを出力した時点の12分割
されたエンコーダの回転位置を示す信号AD(位置特定
信号)を絶対値設定手段27に出力する。絶対値設定手
段27は、前記AD信号の受信により、サンプリングパ
ルスsp(位置基準信号)を出力したときの一回転当た
りの正確な絶対位置を回転量計数手段33(移動量計数
手段)[SN74193のようなプリセット可能なカウン
タ:以下カウンタ33と称す]のロードデータとして出
力する。絶対値設定手段27は、ROMのような入力に
従って一定の情報を出力する記憶素子で良い。At least one of the rotation speed detection signals RA, RB
Then, the CS signals U, V, W are input to the rotational position detecting means 21 (moving position detecting means). Rotational position detecting means 21
Outputs a sampling pulse SP every time each edge of the U, V, and W phases is detected. Further, the rotational position detecting means 21 outputs to the absolute value setting means 27 a signal AD (position specifying signal) indicating the rotational position of the encoder divided into 12 at the time of outputting the sampling pulse SP. Upon receiving the AD signal, the absolute value setting means 27 determines an accurate absolute position per one rotation when the sampling pulse sp (position reference signal) is output by the rotation amount counting means 33 (movement amount counting means) [SN74193. Such a presettable counter: hereinafter referred to as a counter 33]. The absolute value setting means 27 may be a storage element such as a ROM that outputs constant information according to an input.
【0015】一方、Vcc電源投入時には、リセット信
号発生手段23からリセット信号が出力され、リセットサ
ンプリングパルス rspが出力される。リセット信号の発
生には、三菱製 M51967BLのような素子が用いられる。
前設rspとサンプリングパルスspは、OR回路25(プリ
セット手段)でオアされ、カウンタ33のロード信号SPと
なる。さらに、回転量検出手段31(移動量検出手段)は
インクリメンタル信号IA,IBが入力され特公60-492
4,特願58-109812のように回転方向の判断及び回転量を
示すパルス,upパルス、downパルスが出力される。この
upパルス、downパルスは前記カウンタ33の入力となりカ
ウンタの値を更新する。このように、カウンタ33はイン
クリメンタル信号を計数することで、常に回転位置の絶
対値を保持することになる。本実施例の説明ではパルス
をてい倍化していないが、×2、×4と、てい倍化して
使用する場合は、プリセットデータの内容を変更するだ
けで良いことは当然のことである。On the other hand, when Vcc power is turned on, a reset signal is output from the reset signal generating means 23, and a reset sampling pulse rsp is output. An element such as Mitsubishi M51967BL is used to generate the reset signal.
The preceding rsp and the sampling pulse sp are ORed by the OR circuit 25 (preset means), and become the load signal SP of the counter 33. Further, the rotation amount detecting means 31 (movement amount detecting means) receives the incremental signals IA and IB and receives the signals from Japanese Patent Publication No. 60-492.
4. As shown in Japanese Patent Application No. 58-109812, a pulse indicating the determination of the rotation direction and the rotation amount, an up pulse, and a down pulse are output. this
The up pulse and the down pulse are input to the counter 33 and update the value of the counter. As described above, the counter 33 always holds the absolute value of the rotational position by counting the incremental signal. Although the pulse is not doubled in the description of the present embodiment, it is natural that the contents of the preset data only need to be changed when the pulse is doubled and used, ie, × 2 or × 4.
【0016】前記、回転量計数手段33と回転数計数手段
15に格納されたデータは、多回転絶対値生成手段41に入
力され、多回転絶対値データとなる。この多回転絶対値
データは、モデム43,ラインドライバを介して上位に送
信される。ここで15、41、31はサムタク製AEM
エンコーダを用いられている手法のより達成できる。ま
た、モデムとしては、三菱電線工業製DN1811等が
考えられる。The rotation amount counting means 33 and the rotation number counting means
The data stored in 15 is input to the multi-rotation absolute value generation means 41 and becomes multi-rotation absolute value data. The multi-turn absolute value data is transmitted to the higher order via the modem 43 and the line driver. Here, 15, 41 and 31 are AEM made by Samtaku
This can be achieved by using an encoder. As the modem, DN1811 manufactured by Mitsubishi Cable Industries, or the like can be considered.
【0017】次に図3により、本実施例の機能について
説明する。本例では、モータの回転角度120°から150°
の位置でVcc電源が入った場合として説明する。Vc
c電源が入るとリセットサンプリングパルスrspによ
り、モータ回転角135°を示すデータ(HEXデータ:2F
F)がカウンタ33にロードされる。次に、モータが回転
(正転の場合は、150°の位置でサンプリングパルスsp+
1,180°の位置でサンプリングパルスsp+2が発生し、逆
転の場合は 120°の位置でサンプリングパルスsp-1,90
°の位置でサンプリングパルスsp-2が発生)すると、回
転位置検出手段21よりサンプリングパルスspが発生す
る。このパルスは、CS信号のエッヂにより発生したも
ので、モータ回転角の正確な位置信号となりカウンタの
値を正規な値にプリセットする。以後、インクリメンタ
ル信号IA,IBを計数することで、カウンタの値は正
しい回転角を示すことになる。図4に回転位置検出手段
21,OR回路25,リセット信号発生手段23の具体的な一
例を示す。但し、回路22、34、36については、後
述することとし、本回路をないものとした基本的動作に
ついて説明する。Next, the function of this embodiment will be described with reference to FIG. In this example, the rotation angle of the motor is from 120 ° to 150 °
It is assumed that the Vcc power supply is turned on at the position. Vc
c When the power is turned on, the reset sampling pulse rsp indicates the motor rotation angle 135 ° (HEX data: 2F
F) is loaded into the counter 33. Next, the motor rotates (in the case of normal rotation, the sampling pulse sp +
A sampling pulse sp + 2 is generated at a position of 1,180 °, and in the case of reverse rotation, a sampling pulse sp-1,90 is generated at a position of 120 °.
When the sampling pulse sp-2 is generated at the position of °), the sampling pulse sp is generated from the rotational position detecting means 21. This pulse is generated by the edge of the CS signal, becomes an accurate position signal of the motor rotation angle, and presets the counter value to a normal value. Thereafter, by counting the incremental signals IA and IB, the value of the counter indicates the correct rotation angle. FIG. 4 shows a rotational position detecting means.
21 shows a specific example of the OR circuit 25 and the reset signal generating means 23. However, the circuits 22, 34, and 36 will be described later, and the basic operation without this circuit will be described.
【0018】回転位置検出手段21の動作を説明する。C
S信号U,V,W相信号は各々2段のDタイプフリップ
フロップ(以下、D−FFと略す)により clock信号に
同期してサンプリングされる。各D−FFの出力はU相
の場合、絶対値設定手段27のA0,A1入力(V相の場合
A2,A3,W相の場合A4,A5)となり、絶対値を特定
する信号となる。また、回転数検出信号RA,RBの少
なくとも1つが前記clock信号でサンプリングされ、絶
対値設定手段27のA6入力となる。絶対値設定手段27
は、入力A0〜A6に従いモータの1回転当たりの絶対値
をカウンタ33のプリセットデータとして出力する。ま
た、前記2段のD−FF出力はEX−ORに入力され、
両信号(A0とA1,A2とA3,A4とA5)が一致しないとき
(各相のエッジが検出されたとき)1clock幅のサンプ
リングパルスspを出力する。The operation of the rotational position detecting means 21 will be described. C
The S signal U, V, and W phase signals are sampled in synchronization with the clock signal by two-stage D-type flip-flops (hereinafter abbreviated as D-FFs). The output of each D-FF becomes the A0 and A1 inputs (A2 and A3 for the V phase and A4 and A5 for the W phase) of the absolute value setting means 27 in the case of the U phase, and serves as a signal for specifying the absolute value. Further, at least one of the rotation speed detection signals RA and RB is sampled by the clock signal, and becomes an A6 input of the absolute value setting means 27. Absolute value setting means 27
Outputs the absolute value per one rotation of the motor as preset data of the counter 33 according to the inputs A0 to A6. The two-stage D-FF output is input to an EX-OR,
When both signals (A0 and A1, A2 and A3, A4 and A5) do not match (when the edge of each phase is detected), a sampling pulse sp of 1 clock width is output.
【0019】一方、リセット信号発生手段23により発生
したリセット信号は2段のD−FFによりサンプリング
され、EX−ORにより、リセット信号によるリセット
サンプリングパルス rspが出力される。前記、サンプリ
ングパルスspとリセットサンプリングパルス rspがNO
R回路25によりオアされ、ロード信号SPとなり、前記
カウンタ33のセット信号としての入力になる。この信号
により、前記絶対値設定手段27の出力がカウンタ33にセ
ットされる。なお、 rspによる絶対値の設定は暫定的な
もので、spによる設定が真の絶対位置になる。On the other hand, the reset signal generated by the reset signal generating means 23 is sampled by two stages of D-FFs, and a reset sampling pulse rsp by the reset signal is output by the EX-OR. When the sampling pulse sp and the reset sampling pulse rsp are NO
The signal is ORed by the R circuit 25, becomes the load signal SP, and becomes an input as a set signal of the counter 33. With this signal, the output of the absolute value setting means 27 is set in the counter 33. The setting of the absolute value by rsp is provisional, and the setting by sp is the true absolute position.
【0020】また、RSフリップフロップ(以下、RS
−FFと略す)51はリセット信号によりリセットされ、
サンプリングパルスspによりセットされ、RS−FFの
出力が、AND 53a,53bの1つの入力になる。また、
AND53aの他の入力は、回転量検出手段 31のupパルス
信号、AND 53bの他の入力は、回転量検出手段 31のd
ownパルス信号に接続されている。これは、電源投入
後、最初に得られたサンプリングパルスsp信号(基準
位置信号)により、カウンタ33に真の絶対値が設定され
た後、インクリメンタル信号IA,IBによる計数を行
うようにするためである。以上から、カウンタ33の出力
は、電源投入時、リセットサンプリングパルスrsp によ
り暫定的な絶対位置を出力し、その後、サンプリングパ
ルスspにより真の絶対位置を出力するようになり、以
後、インクリメンタル信号を計数しながら真の絶対位置
を常に出力し続けるようになる。An RS flip-flop (hereinafter, RS flip-flop)
−FF) 51 is reset by a reset signal,
Set by the sampling pulse sp, the output of the RS-FF becomes one input of the ANDs 53a and 53b. Also,
Another input of the AND 53a is an up pulse signal of the rotation amount detecting means 31, and another input of the AND 53b is d of the rotation amount detecting means 31.
Connected to own pulse signal. This is because after the power is turned on, after the true absolute value is set in the counter 33 by the sampling pulse sp signal (reference position signal) obtained first, counting is performed using the incremental signals IA and IB. is there. As described above, when the power is turned on, the output of the counter 33 outputs a provisional absolute position by the reset sampling pulse rsp, and then outputs the true absolute position by the sampling pulse sp. Thereafter, the incremental signal is counted. While constantly outputting the true absolute position.
【0021】なお、sp-2,sp+1等のsp信号を使用すれ
ば、カウンタ33がカウント中に正確な絶対位置の再プ
リセット信号が入力され、対応する絶対値が再度プリセ
ットされるので、カウント中にノイズ等によるミスカウ
ントがあっても正確な値に訂正される。この構成によれ
ばノイズに強いエンコーダを得ることができる。If the sp signals such as sp-2 and sp + 1 are used, a re-preset signal of an accurate absolute position is input while the counter 33 is counting, and the corresponding absolute value is preset again. Even if there is a miscount due to noise or the like during counting, it is corrected to an accurate value. According to this configuration, an encoder that is resistant to noise can be obtained.
【0022】ここで、サンプリングクロック clockの周
期は、エンコーダの信号変化周期以下であることが必要
で、通常IA,IB信号の最短の位相差間に2Clock以上
が入るよう最短周期の1/8以下にすると良い。ここでイ
ンクリメンタル信号IA,IBを2てい倍、4てい倍したと
きの実施例について説明する。この場合、図4の実施例
において、回路34が追加になり、2てい倍の時は、絶
対値設定手段27から回転量計数手段33への出力データを
D0〜D11と1bit増加し、12bitにするだけで良い。ま
た、4てい倍した場合はD0〜D12と13bitにすれば良
い。このように、てい倍信号に対応するには、データの
bit数を増加させることで対応できる。Here, the period of the sampling clock clock needs to be shorter than the signal change period of the encoder, and is usually 1/8 or less of the shortest period so that 2 Clock or more is inserted between the shortest phase differences of the IA and IB signals. It is good to Here, an embodiment in which the incremental signals IA and IB are multiplied by 2 and multiplied by 4 will be described. In this case, in the embodiment of FIG. 4, a circuit 34 is added, and in the case of double magnification, the output data from the absolute value setting means 27 to the rotation amount counting means 33 is increased by 1 bit from D0 to D11 to 12 bits. Just do it. Further, when multiplying by 4, it is sufficient to set D0 to D12 and 13 bits. As described above, in order to cope with multiplying signals,
This can be handled by increasing the number of bits.
【0023】図4において、回転数検出信号RAを2段
のD−FFでサンプリングし、各D−FFの出力を絶対
値設定手段27の入力A6,A7とすれば、信号RAの変化
点での絶対位置設定処理を確実にするという効果があ
る。In FIG. 4, if the rotational speed detection signal RA is sampled by two stages of D-FFs and the outputs of the D-FFs are the inputs A6 and A7 of the absolute value setting means 27, at the change point of the signal RA This has the effect of ensuring the absolute position setting process.
【0024】さらに、図4において、D−FF55及びA
ND56を使用した場合について説明する。これらによ
り、CS信号U,V,W相の各エッジによるサンプリン
グパルスspのうち、リセット後発生する唯一のsp信号
(正転の場合、sp+1,逆転の場合、sp−1)のみが有効
となり、ロード信号SPとして使われる。この例による信
号の状態を図3に示す。Further, in FIG. 4, D-FF 55 and A
The case where ND56 is used will be described. As a result, of the sampling pulses sp due to the respective edges of the CS signal U, V, and W phases, only the only sp signal generated after reset (sp + 1 for normal rotation, sp-1 for reverse rotation) is valid. And is used as the load signal SP. FIG. 3 shows the state of the signal according to this example.
【0025】図5に前記、図4のD−FF51及びAND
53a,53bを削除した場合の回路例を示す。本回路例によ
ると、インクリメンタル信号IA,IBによるupパル
ス、downパルスが常に入力されるので図7に示すように
常にカウンタの値が更新される。この場合も、CS信号
U,V,W相の各エッジによるサンプリングパルスspに
より、真の絶対位置が回転量計数手段33(カウンタ)に
プリセットされ、その後、カウンタは、upパルス,down
パルスを計数することで、真の絶対位置を示し続ける。FIG. 5 shows the D-FF 51 and the AND of FIG.
A circuit example when 53a and 53b are deleted is shown. According to this circuit example, since the up pulse and the down pulse by the incremental signals IA and IB are always input, the value of the counter is always updated as shown in FIG. Also in this case, the true absolute position is preset in the rotation amount counting means 33 (counter) by the sampling pulse sp by each edge of the CS signal U, V, and W phases.
Counting the pulses keeps indicating the true absolute position.
【0026】これまでは、4極用エンコーダの場合につ
いて述べてきたが、図4、8極モ−タに示す信号を発生
する8極用エンコーダのについて述べる。本例の場合、
CS信号U,V,W相の1周期はモータの回転角90°と
なり、モータ1回転中に4周期が入る。このため、回転
数検出信号RA,RB及びCS信号U,V,Wを用いる
とモータ1回転を15°ずつ、24のブロックに分割するこ
とができる。The case of a 4-pole encoder has been described so far, but an 8-pole encoder for generating signals shown in FIG. 4 and an 8-pole motor will be described. In this case,
One cycle of the CS signals U, V, and W phases has a rotation angle of 90 ° of the motor, and four cycles are included during one rotation of the motor. Therefore, by using the rotation number detection signals RA and RB and the CS signals U, V and W, one rotation of the motor can be divided into 24 blocks by 15 °.
【0027】8極用エンコーダの場合の回路例として
は、前記、24ブロック中の1つを特定するため図4にお
いて、回転数検出信号RA,RBの各々をD−FFでサ
ンプリングし、絶対位置設定手段27の入力A6,A7と
し、絶対位置設定手段27の入力に対する出力を変更する
必要がある。この他の回路及びその機能は、4極用エン
コーダの場合と同様に扱える。As an example of a circuit in the case of an 8-pole encoder, as shown in FIG. 4, each of the rotation speed detection signals RA and RB is sampled by a D-FF to specify one of the 24 blocks, and the absolute position is detected. It is necessary to change the output with respect to the input of the absolute position setting means 27 as the inputs A6 and A7 of the setting means 27. Other circuits and their functions can be handled in the same manner as in the case of the 4-pole encoder.
【0028】なお、絶対位置設定手段27の入力と出力の
関係を表1及び表2に示す。Tables 1 and 2 show the relationship between the input and output of the absolute position setting means 27.
【0029】[0029]
【表1】 [Table 1]
【0030】[0030]
【表2】 [Table 2]
【0031】次に、分解能の低い絶対置エンコ−ダを用
いた場合の実施例を図1及び図8〜図10により説明す
る。インクリメンタル信号としては、 2048pulse/rev
の分解能を有し、グレイコ−ド信号として、GRAY1
〜6の6つの信号が得られるものを例として説明する。
また、6つのグレイコ−ドによる1回転当たりの分割数
は、 26=64となるが、ACサーボ用に使用すること
を考え、エンコーダ信号としてコミティション信号(C
S信号)U,V,W相への変換を想定し、6の倍数とし
た。このため、図8に示すように1回転当たりを48分
割するようなグレイコ−ド信号が得られるものとして説
明する。Next, an embodiment in which an absolute encoder with a low resolution is used will be described with reference to FIG. 1 and FIGS. 2048pulse / rev as an incremental signal
And a gray code signal, GRAY1
An example in which six signals of Nos. To 6 are obtained will be described.
The number of divisions per rotation by the six gray codes is 2 6 = 64, but considering the use for AC servo, a commit signal (C
(S signal) Conversion to U, V, W phases is assumed, and is a multiple of 6. Therefore, a description will be given on the assumption that a gray code signal that divides one rotation into 48 as shown in FIG. 8 is obtained.
【0032】なお、回路機能は、前述U,V,W付イン
クリメンタル信号を用いたエンコ−ダの場合と同じ様に
考えることができる。The circuit function can be considered in the same manner as in the case of the encoder using the above-mentioned incremental signal with U, V, W.
【0033】まず、図8について説明すると、エンコー
ダの回転ディスク11には次の目的の信号を発生させるス
リットパターンが形成されている。First, referring to FIG. 8, the rotary disk 11 of the encoder is formed with a slit pattern for generating the next target signal.
【0034】 ・1回転当たりの位置を大まかに分割するためのグレイ
コ−ド信号GRAY1〜6信号 ・回転数を計数するため、90°位相差をもつ2相信号G
RAY5,6(前記、グレイコ−ド信号に含まれる) ・回転量を検出するため、90°位相差をもつIA,IB
相から成る2相のインクリメンタル信号 ここで、モータの回転角度0〜360°に対してGRAY6
のエッヂが、0°,180°,360°の位置にあり、GRAY
5のエッヂは、90°,270°にあり、GRAY5がHighの
時のGRAY6のエッヂ変化により回転数が計数される
ものとする。また GRAY4のエッヂは、60°,120°,240°,300°; GRAY3のエッヂは、30°,150°,210°,330°; GRAY2のエッヂは、15°, 45°, 75°,105°,135
°,165°,195°,225°,255°,285°,315°,345°; GRAY1のエッヂは、 7.5°,22.5°,37.5°,52.5
°,67.5°,82.5°,97.5°,112.5°,127.5°,142.5°,15
7.5°,172.5°,187.5°,202.5°,217.5°,232.5°,247.
5°,262.5°,277.5°,292.5°,307.5°,322.5°,337.5
°,352.5° にあるものとする。この6つの信号(GRAY6〜1)
の組み合わせにより、モータの回転数は7.5°ごとに分
割でき、モータの回転角の領域を48分割(RD1〜RD48)
することができる。Gray code signals GRAY 1 to 6 for roughly dividing the position per rotation. Two-phase signals G having a 90 ° phase difference to count the number of rotations.
RAY5, 6 (included in the gray code signal) IA, IB having 90 ° phase difference to detect the amount of rotation
Two-phase incremental signal consisting of three phases Here, GRAY6
Edge is at 0 °, 180 °, 360 °, GRAY
The edge of No. 5 is at 90 ° and 270 °, and the rotation speed is counted by the edge change of GRAY6 when GRAY5 is High. The edges of GRAY4 are 60 °, 120 °, 240 ° and 300 °; the edges of GRAY3 are 30 °, 150 °, 210 ° and 330 °; the edges of GRAY2 are 15 °, 45 °, 75 ° and 105 °. °, 135
°, 165 °, 195 °, 225 °, 255 °, 285 °, 315 °, 345 °; The edge of GRAY1 is 7.5 °, 22.5 °, 37.5 °, 52.5
°, 67.5 °, 82.5 °, 97.5 °, 112.5 °, 127.5 °, 142.5 °, 15
7.5 °, 172.5 °, 187.5 °, 202.5 °, 217.5 °, 232.5 °, 247.
5 °, 262.5 °, 277.5 °, 292.5 °, 307.5 °, 322.5 °, 337.5
°, 352.5 °. These six signals (GRAY6-1)
, The motor rotation speed can be divided every 7.5 °, and the motor rotation angle area is divided into 48 (RD1 to RD48)
can do.
【0035】一方、回転量を示すIA,IB相のインク
リメンタルパルスは1回転あたり2048パルスあり、IA
相のエッヂがモータの位置0°および360°にあるものと
する。 上記のようなエンコーダにおいて、GRAY
5,GRAY6信号により回転数を−1,0,+1と計
数し、IA,IB相により回転量を 0〜2047(インクリ
メンタルパルスのてい倍量×1)まで計数する。この回
転数の計数結果とインクリメンタルパルスによる1回転
当たりの計数量を結合すれば、絶対値エンコーダの機能
が達成される。On the other hand, the number of incremental pulses of the IA and IB phases indicating the amount of rotation is 2048 pulses per rotation.
Assume that the edge of the phase is at 0 ° and 360 ° of the motor. In the encoder as described above, GRAY
5, the number of rotations is counted as -1, 0, +1 by the signal GRAY6, and the number of rotations is counted from 0 to 2047 (multiple amount of the incremental pulse.times.1) by the IA and IB phases. By combining the result of counting the number of revolutions and the count amount per revolution by the incremental pulse, the function of the absolute value encoder is achieved.
【0036】本発明実施例は、48分割された領域の中の
1分割中の動作を許容し、分割領域の境目で正確な絶対
位置を更新することにより簡易的に絶対値エンコーダを
構成することにある。The embodiment of the present invention allows a simple operation of the absolute value encoder by allowing the operation during one division among the 48 divided areas and updating the accurate absolute position at the boundary of the divided areas. It is in.
【0037】次に、図1により本発明実施例の構成を説
明する。回転ディスク11上のスリットにより通過した
LED(LD1,LD2)の光をフォトダイオード(PD)が受
け、コンパレ−タ(CMP)により波形整形され、信号GR
AY6,GRAY5,GRAY4,GRAY3,GRA
Y2,GRAY1,及びIA,IBが得られる。信号G
RAY6,GRAY5は回転数計数手段15により計数
され、回転数を計数する。Next, the configuration of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The light of the LED (LD1, LD2) passed through the slit on the rotating disk 11 is received by the photodiode (PD), the waveform is shaped by the comparator (CMP), and the signal GR is obtained.
AY6, GRAY5, GRAY4, GRAY3, GRA
Y2, GRAY1, and IA, IB are obtained. Signal G
RAY6 and GRAY5 are counted by the rotation number counting means 15 to count the rotation number.
【0038】グレイコ−ド信号GRAY6〜1の少なく
とも1つが回転位置検出手段21に入力される。本例で
は、6つの信号すべてが回転位置検出手段21に入力さ
れるものとする。回転位置検出手段21は、指定された
グレイコ−ド信号のエッヂが検出されるごとにサンプリ
ングパルスspを出力する。また、回転位置検出手段21
はサンプリングパルスspを出力した時点の分割されたエ
ンコーダの回転位置を示す信号ADを絶対値設定手段2
7に出力する。At least one of the gray code signals GRAY6-1 to GRAY1 is input to the rotational position detecting means 21. In this example, it is assumed that all six signals are input to the rotational position detecting means 21. The rotational position detecting means 21 outputs a sampling pulse sp every time the edge of the designated gray code signal is detected. Further, the rotational position detecting means 21
Represents a signal AD indicating the rotational position of the divided encoder at the time when the sampling pulse sp is output, the absolute value setting means 2
7 is output.
【0039】回転位置検出手段21に入力されるグレイコ
ード信号は、GRAY6〜1のすべてでなくとも良く、
必要な分割数に合わせれば良い。さらに本例では、エッ
ヂ検出をGRAY1信号のみで行う例を示すが、各グレ
イコード信号のエッヂや、GRAY6〜GRAY2の各
信号をEX−OR(Exclusive-OR)した合成信号によっ
ても良い。The gray code signal input to the rotational position detecting means 21 does not have to be all of GRAY 6-1.
What is necessary is just to match the required number of divisions. Further, in this example, an example is shown in which edge detection is performed using only the GRAY1 signal. However, an edge of each gray code signal or a composite signal obtained by EX-OR (Exclusive-OR) of each of the GRAY6 to GRAY2 signals may be used.
【0040】ここで、図8に示される各信号のエッジに
対応する1回転当たりの位置デ−タを表3に示す。図8
に示すように、各信号GRAY1〜6の組み合わせによ
り、1回転は、7.5°ごとに分割できる。したがっ
て、1回転の分解能を2048とすると、各分割位置の
変化点は、 2048×(7.5×N/360) (N=0,1,2,・・・) で与えられる。この時、各分割位置に対応する位置デ−
タを整数にするため、(7.5×N)°未満は、切り捨
ての値とし、(7.5×N)°以上は、切り上げの値と
する。すなわち、N=2の場合を例に説明すると、15
°の位置では、 2048×(15/360)=85.3 となり、 エッジ15°の 0°側の−15°では、85 (16
進では、54H) エッジ15°の90°側の+15°では、86 (16
進では、55H) となる。各分割エッジにおいて同様な処理を行い、表3
の2048P/Rのデ−タを得る。また、1回転当たり
の分解能を4てい倍して8192とすれば、 8192×(7.5×N/360) (N=0,1,2,・・・) となり、前記2048の場合と同様な処置を行い、表1
の8192P/Rに示す各分割位置のデ−タが特定でき
る。Table 3 shows position data per rotation corresponding to the edge of each signal shown in FIG. FIG.
As shown in (1), one rotation can be divided every 7.5 ° by a combination of the signals GRAY1 to GRAY6. Therefore, assuming that the resolution of one rotation is 2048, the change point of each division position is given by 2048 × (7.5 × N / 360) (N = 0, 1, 2,...). At this time, the position data corresponding to each division position
In order to make the data integer, a value less than (7.5 × N) ° is a rounded-down value, and a value greater than (7.5 × N) ° is a rounded-up value. That is, when an example of N = 2 is described, 15
At the position of °, 2048 × (15/360) = 85.3, and at −15 ° on the 0 ° side of the edge 15 °, 85 (16
In advance, 54H) At + 15 ° on the 90 ° side of the edge 15 °, 86 (16
In advance, it is 55H). Similar processing is performed for each divided edge, and Table 3
2048P / R data is obtained. Also, if the resolution per rotation is multiplied by 4 and multiplied to 8192, then 8192 × (7.5 × N / 360) (N = 0, 1, 2,...) Table 1
The data at each division position shown in 8192P / R can be specified.
【0041】次に、図9及び図10により、本実施例の
機能について説明する。説明に際し、正確な位置のプリ
セットは、GRAY1信号の各エッジのみで行うことと
する。これにより、プリセット位置を規定する信号が1
つになるため、GARY1信号のみ位置精度を良くし、
差動信号検出等により検出速度を向上させれば目的が達
成でき、GRAY6〜2信号の位置精度を粗目にし、信
号検出速度を低下させることが可能になる。従って、ス
リット及び光信号処理回路の設計、製作を容易にするこ
とができる。Next, the function of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the description, it is assumed that an accurate position is preset only at each edge of the GRAY1 signal. Thereby, the signal defining the preset position becomes 1
Therefore, the position accuracy of only the GARY1 signal is improved,
The object can be achieved if the detection speed is improved by differential signal detection or the like, and the position accuracy of the GRAY6 to 2 signals is coarsened, and the signal detection speed can be reduced. Therefore, it is possible to easily design and manufacture the slit and the optical signal processing circuit.
【0042】また、本方式によれば、GRAY1信号の
各エッジに対し、GARY6〜2信号の変化点が位置的
にずれているため、GRAY1信号のエッジで安定した
信号が得られるというグレイコ−ドの利点を有効に利用
できる。Further, according to this method, since the changing points of the GARY6 to GARY2 signals are shifted from each edge of the GRAY1 signal, a stable signal can be obtained at the edge of the GRAY1 signal. The advantage of can be used effectively.
【0043】本例では、回転角度22.5°から37.5°の間
の位置32°で電源Vccが入った場合として説明する。
Vcc電源が入るとリセットサンプリングパルスrspに
より、回転角30.00°を示すデータ(HEXデータ: AA)が
カウンタ33にロードされる。この値は、回転角22.5°
(HEXデータ:80)〜37.5°(HEXデータ: D5)の間の値で
あれば、いずれでも良いが、ここでは、最も平均的と考
えられる 30.00°の値とした。In this example, the case where the power supply Vcc is turned on at a position 32 ° between the rotation angles 22.5 ° and 37.5 ° will be described.
When the Vcc power is turned on, data (HEX data: AA) indicating a rotation angle of 30.00 ° is loaded into the counter 33 by the reset sampling pulse rsp. This value is the rotation angle 22.5 °
Any value between (HEX data: 80) and 37.5 ° (HEX data: D5) may be used, but here, a value of 30.00 ° considered to be the most average is used.
【0044】次に、エンコ−ダが回転(正転の場合は、
37.5°の位置でサンプリングパルスsp+1,52.5°の位置
でサンプリングパルスsp+2が発生し、逆転の場合は22.5
°の位置でサンプリングパルスsp-1,7.5°の位置でサ
ンプリングパルスsp-2が発生)すると、回転位置検出手
段21よりサンプリングパルスspが発生する。このパル
スは、GRAY1信号のエッヂにより発生したもので、
回転角の正確な位置信号となりカウンタの値を正確な値
にプリセットする。以後、インクリメンタル信号IA,
IBを計数することで、カウンタの値は常に正しい回転
角を示すことになる。図10に回転位置検出手段21,O
R回路25,リセット信号発生手段23の具体的な一例を示
す。Next, when the encoder rotates (forward rotation),
A sampling pulse sp + 1 is generated at a position of 37.5 °, a sampling pulse sp + 2 is generated at a position of 52.5 °, and 22.5 in the case of reverse rotation.
When the sampling pulse sp-1 is generated at the position of ° and the sampling pulse sp-2 is generated at the position of 7.5 °), the sampling pulse sp is generated from the rotational position detecting means 21. This pulse is generated by the edge of the GRAY1 signal.
It becomes an accurate position signal of the rotation angle and presets the counter value to an accurate value. Thereafter, the incremental signals IA,
By counting IB, the value of the counter always indicates the correct rotation angle. FIG. 10 shows the rotational position detecting means 21, O
A specific example of the R circuit 25 and the reset signal generating means 23 will be described.
【0045】回転位置検出手段21の動作を説明する。図
10に示すように、GRAY6〜GRAY2信号は、D
タイプフリップフロップ(以下、D−FFと略す)によ
りclocK信号に同期してサンプリングされ、GRAY1
信号は、2段のD−FFによりサンプリングされる。各
D−FFの出力はそれぞれ対応した絶対値設定手段27の
アドレスとなるA6〜A0の入力となり、絶対値を特定す
る信号となる。絶対値設定手段27は、入力A0〜A6に従
いエンコ−ダの1回転当たりの正確な絶対値をカウンタ
33のプリセットデータとして出力する。また、前記GR
AY1信号をサンプリングした2段のD−FF出力はE
X−ORに入力され、両信号(A0とA1)が一致しないと
きGRAY1信号の各エッジに対し1clock幅のサンプ
リングパルスspを出力する。The operation of the rotational position detecting means 21 will be described. As shown in FIG. 10, the GRAY6 to GRAY2 signals are
Sampled by a type flip-flop (hereinafter abbreviated as D-FF) in synchronization with the clocK signal,
The signal is sampled by a two-stage D-FF. The output of each D-FF becomes the input of A6 to A0 which is the address of the corresponding absolute value setting means 27, and becomes the signal for specifying the absolute value. The absolute value setting means 27 counts an accurate absolute value per one rotation of the encoder according to the inputs A0 to A6.
Output as 33 preset data. In addition, the GR
The two-stage D-FF output obtained by sampling the AY1 signal is E
When the two signals (A0 and A1) do not match, a sampling pulse sp having a width of 1 clock is output for each edge of the GRAY1 signal.
【0046】ここで、図10において、前記、図4と同
一符号の部分は、図4に示した部分と同一機能であるも
のとする。Here, in FIG. 10, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4 have the same functions as the portions shown in FIG.
【0047】これらより、前述したように、カウンタ33
の出力は、電源投入時、リセットサンプリングパルスrs
p により暫定的な絶対位置を出力し、その後、サンプリ
ングパルスspにより真の絶対位置を出力するようにな
り、以後、インクリメンタル信号を計数しながら真の絶
対位置を常に出力し続けるようになる。From these, as described above, the counter 33
The output of the reset sampling pulse rs at power-on
The temporary absolute position is output by p, and then the true absolute position is output by the sampling pulse sp. Thereafter, the true absolute position is constantly output while counting the incremental signal.
【0048】ここで、インクリメンタル信号IA,IB
を4てい倍する場合について、述べる。この場合、図4
の実施例において、回路34を追加し、絶対値設定手段
27から回転量計数手段33への出力データをD0〜D12と2
bit増加し、13bitにするだけで良い。このように、てい
倍信号に対応するには、データの bit数を増加すること
で対応できる。本例の絶対値設定手段27の出力例を表
3に示す。Here, the incremental signals IA, IB
Is multiplied by four. In this case, FIG.
In the embodiment of the present invention, a circuit 34 is added,
The output data from 27 to the rotation amount counting means 33 is D0 to D12 and 2
All you have to do is increase the bits and make them 13 bits. As described above, in order to cope with the multiplying signal, it is possible to cope by increasing the number of data bits. Table 3 shows an output example of the absolute value setting means 27 of this example.
【0049】なお、本例では、GRAY6〜2信号の各
々をD−FFでラッチしたが、sp信号の発生する位置で
は、安定した信号が得られるので、GRAY6〜2信号
の各々をラッチするD−FFを削除可能なことはいうま
でもない。In this example, each of the GRAY6 to 2 signals is latched by the D-FF. However, a stable signal is obtained at the position where the sp signal is generated. Needless to say, -FF can be deleted.
【0050】図10において、D−FF55及びAND56
を追加した場合について、説明する。これらにより、G
RAY1信号の各エッジによるサンプリングパルスspの
うち、リセット後発生する唯一のsp信号(正転の場合、
sp+1,逆転の場合、sp−1)のみが有効となり、ロード
信号SPとして使われる。この例による信号の状態を図9
に示す。本例によれば、回転が遅い状態でプリセットが
終了するので信号の処理回路の速度を低速でおこなえる
という利点がある。In FIG. 10, D-FF 55 and AND 56
The case in which is added will be described. By these, G
Of the sampling pulses sp by each edge of the RAY1 signal, the only sp signal generated after reset (in the case of normal rotation,
In the case of sp + 1 and reverse rotation, only sp-1) is valid and used as the load signal SP. FIG. 9 shows the state of the signal according to this example.
Shown in According to the present example, there is an advantage that the speed of the signal processing circuit can be reduced at a low speed because the preset is completed in a state where the rotation is slow.
【0051】ここで、図11、12により、sp信号をG
RAY1信号のみでなくGRAY6〜2のエッジも使用
して電源投入時から正確な位置がプリセットされるまで
の動作角度を小さくする方法を説明する。Here, according to FIGS.
RAY1 edge of the signal is not only GRAY6~2 be exact location from power using is described a method of small-fence the operation angle to be preset.
【0052】GRAY6〜2信号の各信号のEX−OR
をとり、図8に示すGRAY6−2信号を得る。具体的
な回路例を図11、絶対位置設定手段27の入力出力関係を
表4に示す。GRAY6〜2の各信号は、各々2段の同
一のクロックで同期サンプリングされるD−FFでラッ
チされ、第一段のD−FF出力は、絶対位置設定手段27
の入力AnB (GRAY6:A6B,GRAY5:A5B,GRAY4:A4B,GRAY3:
A3B,GRAY2:A2B)、第二段のD−FF出力は、絶対位置設
定手段27の入力AnA (GRAY6:A6A,GRAY5:A5A,GRAY4:A4
A,GRAY3:A3A,GRAY2:A2A)となる。EX-OR of each of GRAY6 to GRAY2 signals
To obtain the GRAY 6-2 signal shown in FIG. FIG. 11 shows a specific circuit example, and Table 4 shows the input / output relationship of the absolute position setting means 27. Each of the signals GRAY6 to GRAY2 is latched by a D-FF synchronously sampled by the same clock at two stages, and the D-FF output of the first stage is supplied to the absolute position setting means 27.
Input AnB (GRAY6: A6B, GRAY5: A5B, GRAY4: A4B, GRAY3:
A3B, GRAY2: A2B), and the D-FF output of the second stage is the input AnA of the absolute position setting means 27 (GRAY6: A6A, GRAY5: A5A, GRAY4: A4).
A, GRAY3: A3A, GRAY2: A2A).
【0053】また、合成されたGRAY6−2信号は、
2段の同一のクロックで同期サンプリングされるD−F
Fでラッチされ、第一段のD−FF出力及び第二段のD
−FF出力は、同一のEX−ORの入力になり、正確な
位置をプリセットする信号spbを得る。このspb信号は、
前記、GRAY1信号のエッジで生成された spa信号と
ORされ、さらにリッセトサンプリングパルスrspとN
OR回路25によりNORされ、サンプリングパルスSP
となる。一方、絶対位置設定手段27は、入力A6B〜A2A,A
1,A0の状態に応じて一回転当たりの正確な絶対位置デ−
タを回転量計数手段33に出力する。この出力と、前記サ
ンプリングパルスSPにより正確な絶対位置が回転量計数
手段33に設定され、以後、インクリメンタル信号を計数
することで正確な絶対位置を常に出力する。The synthesized GRAY6-2 signal is
DF sampled synchronously by two identical clocks
F, the first stage D-FF output and the second stage D-FF
The -FF output becomes the same EX-OR input to obtain a signal spb that presets the exact position. This spb signal is
The spa signal generated at the edge of the GRAY1 signal is ORed, and the reset sampling pulse rsp and N
The sampling pulse SP is NORed by the OR circuit 25.
Becomes On the other hand, the absolute position setting means 27 receives the inputs A6B to A2A, A
1, Accurate absolute position data per rotation according to the state of A0
Output to the rotation amount counting means 33. An accurate absolute position is set in the rotation amount counting means 33 by this output and the sampling pulse SP, and thereafter, an accurate absolute position is always output by counting an incremental signal.
【0054】なお、信号 spbは、図12に示すように、
各GRAY信号のラッチ信号を各々EX−ORに入力
し、全てをORすることでも得られる。The signal spb is, as shown in FIG.
It can also be obtained by inputting the latch signals of the respective GRAY signals to the EX-OR and ORing all of them.
【0055】ここで、GRAY6〜1信号全てを使用し
た場合のエンコ−ダ信号出力図を図13に示す。前記、
図9と同様、回転角度が32°の位置で電源が入ったとし
て説明する。電源が入ると、リセットサンプリングパル
スrspにより、回転角度33.75°を示すデ−タ(HEXデ−
タ:C0)がカウンタ33にロ−ドされる。次に、このデ−タ
を基に回転が行われるとサンプリングパルスの原信号が
発生(GRAY1信号によるエッジ信号spa:正転の場
合は、 37.5°の位置でサンプリングパルスsp+1a, 52.
5°の位置でサンプリングパルスsp+2a,逆転の場合は、
22.5°の位置でサンプリングパルスsp-1a,7.5°の位置
でサンプリングパルス sp−2a;GRAY6〜2信号に
よるエッジ信号spb:正転の場合は、 45.0°の位置でサ
ンプリングパルスsp+1b,60.0°の位置でサンプリング
パルスsp+2b,逆転の場合は、30.0°の位置でサンプリ
ングパルスsp-1b,15.0°の位置でサンプリングパルス
sp−2b)する。FIG. 13 shows an encoder signal output diagram when all the GRAY6 to GRAY1 signals are used. Said,
Similar to FIG. 9, the description will be made on the assumption that the power is turned on at the position where the rotation angle is 32 °. When the power is turned on, data (HEX data) indicating a rotation angle of 33.75 ° is generated by the reset sampling pulse rsp.
(C0) is loaded to the counter 33. Next, when the rotation is performed based on this data, the original signal of the sampling pulse is generated (the edge signal spa by the GRAY1 signal: in the case of normal rotation, the sampling pulse sp + 1a, 52.
In the case of sampling pulse sp + 2a at 5 ° position, reverse rotation,
Sampling pulse sp-1a at 22.5 ° position, sampling pulse sp-2a at 7.5 ° position; edge signal spb by GRAY6 to 2 signals: In the case of normal rotation, sampling pulse sp + 1b, 60.0 ° at 45.0 ° position In the case of the reverse rotation, the sampling pulse sp-1b at the position of 30.0 ° and the sampling pulse sp-2b at the position of 15.0 °).
【0056】回転により発生したサンプリングパルスで
正転の場合、37.5°の位置で位置デ−タ214(HEXデ−
タ: D6)が、逆転の場合、30.0°の位置で位置デ−タ1
70(HEXデ−タ:AA)がセットされ、以後、インクリメン
タル信号が計数される。In the case of normal rotation by a sampling pulse generated by rotation, the position data 214 (HEX data) is obtained at a position of 37.5 °.
When D6) is reversed, position data 1 at 30.0 °
70 (HEX data: AA) is set, and thereafter, incremental signals are counted.
【0057】なお、本例では、信号SPを図14に示すよ
うに、信号 spb, spa, rspの論理出力から得たものとし
て説明した。本論理回路は、 rsp信号で暫定的に得られ
た位置により回転を開始した後、信号spaにより正確な
位置をプリセットする前は、spb信号でも正確な位置を
プリセットするが、一たび信号spaにより正確な位置が
プリセットされた後は、信号 spaのみを有効にするため
のものである。これは、エンコ−ダの製作上、信号の精
度及び検出回路の応答性をGRAY1信号のみ注意する
ようにして、製作を容易にするためでり、いわば、 spb
信号を補助信号とし使用したものである。さもないと、
GRAY6〜1信号全てを精度よく製作する必要が生じ
る。但し、spb信号を常に使用してもよい。また、spb信
号を使用することでより少ない回転角度で正確な位置が
得られることはいうまでもない。In this embodiment, the signal SP has been described as being obtained from the logical outputs of the signals spb, spa, and rsp as shown in FIG. This logic circuit, after starting rotation with the position provisionally obtained by the rsp signal and before presetting the exact position by the signal spa, also presets the exact position by the spb signal, but once by the signal spa After the exact location is preset, it is only for enabling the signal spa. This is because the precision of the signal and the responsiveness of the detection circuit are paid attention only to the GRAY1 signal in the production of the encoder, and the production is facilitated.
The signal is used as an auxiliary signal. Otherwise,
It becomes necessary to manufacture all of the GRAY 6 to 1 signals with high accuracy. However, the spb signal may always be used. Needless to say, an accurate position can be obtained with a smaller rotation angle by using the spb signal.
【0058】ここで、図5において、回路21部分を図
6に示す回路に置き換え、 rsp信号でセットされた位置
デ−タをsp信号が入力されるまで保持し続けるための回
路D−FF51及びAND53a,53b(前記、図10)を削
除した場合を考える。本回路例によると、インクリメン
タル信号IA,IBによるupパルス、downパルスが常に
入力されるので図13に示すように rsp信号で暫定的な
位置デ−タがセットされた後、常にカウンタ33の値が更
新され続ける。この場合も、GRAY1信号の各エッジ
によるサンプリングパルスspにより、正確な絶対位置が
回転量計数手段33(カウンタ)にプリセットされ、その
後、カウンタは、upパルス,downパルスを計数すること
で、正確な絶対位置を示し続ける。In FIG. 5, a circuit D-FF 51 for replacing the circuit 21 with the circuit shown in FIG. 6 and continuing to hold the position data set by the rsp signal until the sp signal is input is provided. It is assumed that ANDs 53a and 53b (described above, FIG. 10) are deleted. According to this circuit example, since the up pulse and the down pulse by the incremental signals IA and IB are always input, after the temporary position data is set by the rsp signal as shown in FIG. Continue to be updated. Also in this case, the sampling pulse sp by each edge of the GRAY1 signal presets an accurate absolute position in the rotation amount counting means 33 (counter). After that, the counter counts up pulses and down pulses to provide accurate counting. Keep showing absolute position.
【0059】以上、グレイコ−ドを使用して正確な絶対
位置を示し続ける方法について述べて来た。ここで、図
8を用いて本発明のエンコ−ダをACサ−ボ用に用いら
れるるコミテション信号付エンコ−ダ(以下、CS付エ
ンコ−ダと称す)として用いる場合について述べる。C
S付エンコ−ダは、ACサ−ボモ−タの磁極位置信号を
検出するためのものであり、4極用モ−タの場合は、1
回転を12分割し、8極用モ−タの場合は、1回転を2
4分割すればよい。すなわち、1回転を12の倍数に分
割することであり、前述のエンコ−ダは、グレイコ−ド
を使用し1回転を48分割している。これより、グレイ
コ−ドの組合せにより1回転を12または、24分割で
きることは、自明のことである。Thus, there has been described a method of using a gray code to continuously indicate an accurate absolute position. Here, a case where the encoder of the present invention is used as an encoder with a communication signal used for AC servo (hereinafter, referred to as an encoder with CS) will be described with reference to FIG. C
The encoder with S is for detecting the magnetic pole position signal of the AC servo motor.
Rotation is divided into 12, and in the case of an 8-pole motor, one rotation is divided into two.
What is necessary is just to divide into four. That is, one rotation is divided into multiples of 12, and the encoder described above divides one rotation into 48 using gray code. From this, it is obvious that one rotation can be divided into 12 or 24 by the combination of gray codes.
【0060】ここで、4極用モ−タに使用する場合の一
例を図8の合成信号[4極モ−タの場合]に示す。つま
り、4極用モ−タの場合に対応するCS信号を図8に示
すように割当てれば良い。また、8極用モ−タに使用す
る場合も同様に考えることができる。Here, an example of a case where the present invention is used for a four-pole motor is shown in FIG. 8 as a composite signal [for a four-pole motor]. That is, the CS signal corresponding to the case of the 4-pole motor may be assigned as shown in FIG. The same applies to the case of using an eight-pole motor.
【0061】ここまで、GRAY信号のエッジによっ
て、正確な絶対位置をプリセットする方法について述べ
たが、各GRAY信号の各エッジとインクリメンタル信
号IA、IBの関係を一義的にする必要性が生じること
が解かる。このための方法を、図15及び図16に示
す。各信号(代表信号UやGRAY信号:GRAY※)を図
15に示すように、信号IBや図16に示すように、信
号IB,IAを使用し、ラッチするような信号同期回路
を図1に示すCMP出力と回転位置検出手段21の間に
追加するものである。The method of presetting an accurate absolute position by the edge of the GRAY signal has been described above. However, it may be necessary to unify the relationship between each edge of each GRAY signal and the incremental signals IA and IB. Understand. A method for this is shown in FIGS. FIG. 1 shows a signal synchronizing circuit for latching each signal (representative signal U or GRAY signal: GRAY *) using the signals IB and IA as shown in FIG. It is added between the shown CMP output and the rotational position detecting means 21.
【0062】また、ここまでは、GRAY6〜1の6信
号を使用し、48分割した場合について述べたが、周知
の通り6信号のよる最大の分割数は、 26=64とな
る。この例として、GRAY6〜2の5信号により32
分割する一例を図17に示す。 さて、今までは、回転
数を検出、カウントする信号として、GRAY6,5を
使用し実際にGRAY6信号のエッジでカウントするた
めに、GRAY6信号のエッジが回転角度の0°の位置
にあるとしていた。ところが、特開昭63−83612
にあるように、回転数検出用エンコ−ダとして、磁気式
エンコ−ダを使用し、一回転当たりの回転角度は、光式
エンコ−ダを使用し、2つのエンコ−ダの組合せで多回
転絶対値エンコ−ダを構成する場合がある。また、特開
平1−305315にあるように、回転数を検出するス
リットの信号のエッジが、正確な回転角度の0°の位置
に得られず、359°や1°の位置で発生する場合があ
る。いずれも、回転数を検出するスリットの信号のエッ
ジが、正確な回転角度の0°の位置とずれてしまうため
のものであるが、エンコ−ダの製作精度や、電力消費の
低減のため避けられない事項となる場合が多い。In the above description, the case where six signals of GRAY 6-1 are used and the signal is divided into 48 is described. As is well known, the maximum number of divisions of the six signals is 2 6 = 64. As an example of this, 32 signals are generated by five signals
FIG. 17 shows an example of division. Heretofore, it has been assumed that the edges of the GRAY6 signal are at the position of 0 ° of the rotation angle in order to actually count at the edge of the GRAY6 signal using the signals GRAY6 and 5 as the signals for detecting and counting the number of rotations. . However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-83612
As shown in the above, a magnetic encoder is used as an encoder for detecting the number of rotations, and the rotation angle per rotation uses an optical encoder, and multiple rotations are performed by combining two encoders. An absolute value encoder may be constructed. Also, as described in JP-A-1-305315, the edge of the signal of the slit for detecting the number of rotations may not be obtained at the accurate rotation angle of 0 °, but may occur at the position of 359 ° or 1 °. is there. In each case, the edge of the signal of the slit for detecting the number of rotations is shifted from the position of the accurate rotation angle of 0 °. However, it is avoided to reduce the production accuracy of the encoder and reduce the power consumption. In many cases, this is a matter that cannot be done.
【0063】そこで、上記、回転数検出信号のずれを修
正する手段について、GRAY信号を例にとって、以
下、図20〜図23を用いて説明する。まず、説明を簡
単にするため、図20に示すようにGRAY6〜2の5
信号からなるエンコ−ダを例題とし、回転数検出信号G
RAY6,5のエッジが回転角度の0°の位置から大幅
にずれ GRAY6:168.75°,348.75° GRAY5: 78.75°,258.75° に形成されていたとする。また、他の信号GRAY4〜
2のエッジは、 GRAY4:33.75°,123.75°,213.75°,303.75° GRAY3:11.25°, 56.25°,101.25°,146.25°,191.25°,
236.25°,281.25°,326.25° GRAY2: 0.00°, 22.50°, 67.50°, 90.00°,112.50°,
135.00°,157.50°,180.00°,202.50°,225.00°,247.5
0°,270.00°,292.50°,315.00°,337.50°,360.00° とする。このとき、GRAY2信号のエッジの一つを基
準とし、回転角度の0°とする。但し、本例は、一例で
あり必ずしも基準信号として、GRAY2信号を使う必
要はない。ここで、本例のようにGRAY2信号のエッ
ジが0°の場合と、前述GRAY6信号のエッジが0°
の場合における絶対位置設定手段27の入力出力関係を表
5に示す。The means for correcting the deviation of the rotational speed detection signal will be described below with reference to FIGS. 20 to 23, taking the GRAY signal as an example. First, for simplicity of explanation, as shown in FIG.
Using an encoder composed of signals as an example, a rotation speed detection signal G
It is assumed that the edges of RAY6 and RAY5 are significantly shifted from the position of the rotation angle of 0 °. GRAY6: 168.75 °, 348.75 ° GRAY5: 78.75 °, 258.75 ° In addition, other signals GRAY4 to
The edge of GRAY4: 33.75 °, 123.75 °, 213.75 °, 303.75 ° GRAY3: 11.25 °, 56.25 °, 101.25 °, 146.25 °, 191.25 °,
236.25 °, 281.25 °, 326.25 ° GRAY2: 0.00 °, 22.50 °, 67.50 °, 90.00 °, 112.50 °,
135.00 °, 157.50 °, 180.00 °, 202.50 °, 225.00 °, 247.5
0 °, 270.00 °, 292.50 °, 315.00 °, 337.50 °, 360.00 ° At this time, the rotation angle is set to 0 ° with reference to one of the edges of the GRAY2 signal. However, this example is an example, and it is not always necessary to use the GRAY2 signal as the reference signal. Here, the case where the edge of the GRAY2 signal is 0 ° as in this example and the case where the edge of the GRAY6 signal is 0 °
Table 5 shows the input / output relationship of the absolute position setting means 27 in the case of (1).
【0064】本目的を達成するための一つは、ずれの生
じたGRAY6信号のエッジを回転角度の0°に補正し
た後、回転数を計数すればよい。具体的には、新たな信
号GCON2とGCON1信を図20に示す論理で生成
し、このGCON1信号をGRAY6信号の代わりに使
用することで達成できる。しかし、この方法では、回転
数を計数するために全てのグレイコ−ド信号(GRAY
6〜2)を必要とするため、バッテリ駆動時、消費電力
が増大するという問題がある。One way to achieve this object is to count the number of rotations after correcting the shifted edge of the GRAY6 signal to a rotation angle of 0 °. More specifically, this can be achieved by generating new signals GCON2 and GCON1 with the logic shown in FIG. 20, and using this GCON1 signal instead of the GRAY6 signal. However, in this method, all gray code signals (GRAY) are used to count the number of rotations.
6) -2), there is a problem that power consumption increases when the battery is driven.
【0065】上記問題を解決する他の方法は、回転数の
計数は、GRAY6,5信号を用い、ずれの生じたGR
AY6信号のエッジでup,downを行い、電源Vccが印
加された時点で、正確な位置を示すGRAY2信号を基
準にした信号により、回転数の計数値を補正することで
ある。すなわち、エッジが0°にあるGRAY2信号を
用い、GRAY6信号でカウントした値を補正する。こ
の補正のための信号をSELとし、GRAY6〜2信号
を用い、図1に示す回路89(論理は、図21に示す)
により生成する。具体的には、電源Vccが印加された
時点で前述の信号GCON2,GCON1に加えて、新
たな信号GCON3を生成し、GCON3=1(Highの
時)は、GRAY6信号で計数された値を、GCON3
=0(Lowの時)は、GRAY6信号で計数された値より
1少ない値を回転数の計数値とすることである。以上の
具体的な回路例を図1に戻って説明する。本実施例で
は、前述の説明で省略していた回路85,89を付加し
た形で説明する。Another method for solving the above problem is to count the number of rotations using the GRAY6,5 signals,
Up and down are performed at the edge of the AY6 signal, and when the power supply Vcc is applied, the count value of the number of revolutions is corrected by a signal based on the GRAY2 signal indicating an accurate position. That is, the value counted by the GRAY6 signal is corrected using the GRAY2 signal having the edge at 0 °. The signal for this correction is SEL, and the signals GRAY6 to GRAY2 are used, and the circuit 89 shown in FIG. 1 (the logic is shown in FIG. 21)
Generated by Specifically, when the power supply Vcc is applied, a new signal GCON3 is generated in addition to the above-mentioned signals GCON2 and GCON1. When GCON3 = 1 (when High), the value counted by the GRAY6 signal is GCON3
= 0 (at the time of Low) means that a value smaller than the value counted by the GRAY6 signal is set as the rotation speed count value. The above specific circuit example will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the description will be made by adding circuits 85 and 89 which are omitted in the above description.
【0066】回転方向検出手段81は、特公60-4924の
ように回転方向の判別及び回転量を示すパルス、upパル
ス、downパルスを出力する。このupパルス、downパルス
は、回転数カウンタ83の入力になり、回転数を計数す
る。回転方向検出手段81及び回転数カウンタ83は、
バッテリ駆動され常に回転数を計数、記憶保持する。回
転数カウンタ83計数結果である出力は、回転数補正出
力手段85の入力になる。一方、回転数補正信号生成手
段89は、GRAY6〜2信号を入力とし論理回路によ
り、信号SELを出力する。回転数補正出力手段85
は、SEL=1の時、回転数カウンタ83の出力そのも
のを、SEL=0の時、回転数カウンタ83の出力より
1少ない値を回転数として出力する。なお、本例の場合
は、前記信号GCON3と同一となる。前記のように、
回転数補正出力手段85は、信号SELによる演算機能
を持つものや、ROMのような状態変更機能を有するも
のであれば良い。この回転数補正出力手段85の出力
が、前記、多回転絶対位置の回転数の値として使用され
る。The rotation direction detecting means 81 outputs a pulse indicating the determination of the rotation direction and the amount of rotation, an up pulse, and a down pulse as in Japanese Patent Publication No. 60-4924. The up pulse and the down pulse are input to the rotation speed counter 83, and count the rotation speed. The rotation direction detection means 81 and the rotation number counter 83
It is driven by a battery and always counts and stores the number of rotations. The output, which is the counting result of the rotation speed counter 83, is input to the rotation speed correction output unit 85. On the other hand, the rotation number correction signal generating means 89 receives the signals GRAY6 to GRAY2 and outputs the signal SEL by a logic circuit. Rotation speed correction output means 85
Outputs the output itself of the rotation speed counter 83 when SEL = 1, and outputs a value one less than the output of the rotation speed counter 83 when SEL = 0. In the case of this example, the signal is the same as the signal GCON3. As mentioned above,
The rotation speed correction output unit 85 may be any unit having a calculation function based on the signal SEL or a unit having a state change function such as a ROM. The output of the rotation speed correction output unit 85 is used as the value of the rotation speed at the multi-rotation absolute position.
【0067】さらに、回転数の検出を絶対位置に対しよ
り正確に行うため、インクリメンタル信号のIA,IB
信号と同期を取る手段について図21〜22により説明
する。このための例として、一回転当たりに一度しか発
生しない信号(通常のエンコ−ダでいうZ相信号)を使
用する場合について述べる。本例では、本信号をGRA
Y1信号を基に、他の信号と組合せて生成することとし
た。これにより、複数のGRAY1信号のエッジが構成
でき、信号の利用効率を向上させることができる。一例
として下記の様な信号変化が起こるものとして説明す
る。前記と同様、回転数検出信号GRAY6,5のエッ
ジは回転角度の0°の位置から大幅にずれ GRAY6: 174.0°,352.0° GRAY5: 78.0°,258.0° に形成されていたとする。また、他の信号GRAY4〜
1のエッジは、図21の通りである。例えば、 GRAY4は、 30.0°,126.0°,210.0°,306.0°となり、 GRAY3は、 6.0°, 54.0°,102.0°,150.0°,186.0°,
………… GRAY2は、 0.0°, 18.0°, 42.0°, 66.0°, 90.0°,
………… GRAY1は、 12.0°, 24.0°, 36.0°, 48.0°, 60.0°,
………… となる。なお、GRAY1 信号の回転角度の0°付近では、
0°の位置を中心に絶対位置2047の1/2パルス未満,0の1
/2パルス未満にエッジが形成されていたとする。この信
号波形を図21に示す。このとき、GRAY2,1信号
は、差動検出回路により位置に対し正確で安定した信号
として得られるものとする。Further, in order to more accurately detect the rotational speed with respect to the absolute position, the incremental signals IA, IB
Means for synchronizing with a signal will be described with reference to FIGS. As an example for this purpose, a case will be described in which a signal (Z-phase signal in a normal encoder) that is generated only once per rotation is used. In this example, this signal is
Based on the Y1 signal, the signal is generated in combination with another signal. As a result, edges of a plurality of GRAY1 signals can be formed, and the signal use efficiency can be improved. As an example, a description will be given assuming that the following signal changes occur. Similarly to the above, it is assumed that the edges of the rotation number detection signals GRAY6 and GRAY5 are greatly shifted from the position of the rotation angle of 0 °. GRAY6: 174.0 °, 352.0 ° GRAY5: 78.0 °, 258.0 °. In addition, other signals GRAY4 to
The edge of No. 1 is as shown in FIG. For example, GRAY4 is 30.0 °, 126.0 °, 210.0 °, 306.0 °, and GRAY3 is 6.0 °, 54.0 °, 102.0 °, 150.0 °, 186.0 °,
………… GRAY2 is 0.0 °, 18.0 °, 42.0 °, 66.0 °, 90.0 °,
………… GRAY1 is 12.0 °, 24.0 °, 36.0 °, 48.0 °, 60.0 °,
………… When the rotation angle of the GRAY1 signal is around 0 °,
Less than 1/2 pulse of absolute position 2047 around 0 ° position, 1 of 0
It is assumed that an edge is formed in less than / 2 pulse. FIG. 21 shows this signal waveform. At this time, it is assumed that the GRAY2,1 signal is obtained as an accurate and stable signal with respect to the position by the differential detection circuit.
【0068】同拡大部に示すように、0°近傍において
GRAY2信号が正確な0°の位置から若干ずれ、図の
破線で示すように、0°±1/4パルス 未満に生成されて
いたとする。また、前述の通り、GRAY1信号が0°
±1/2パルス 未満に生成されていたとする。実際には、
いずれのずれ量以内に信号精度が得られるようスリット
を形成することは、容易なことである。As shown in the enlarged portion, it is assumed that the GRAY2 signal slightly deviates from the exact position of 0 ° near 0 ° and is generated within less than 0 ° ± 1/4 pulse as shown by the broken line in the figure. . As described above, the GRAY1 signal is 0 °
Suppose that it was generated within less than ± 1/2 pulse. actually,
It is easy to form a slit so that signal accuracy is obtained within any of the deviation amounts.
【0069】さて、前述したのと同様、図21に示す論
理により、GCON1〜3が与えられ、さらに新しい信
号として、図21に示す論理により、GCON4信号を
生成する。このGCON4を新たなGRAY2信号とす
れば、インクリメンタル信号のIA,IB信号と同期を
取った正確な回転数の検出行うための信号が得られる。
なお、本例の信号を使用した場合の回路を図22に示
す。GRAY2,1信号を差動検出回路(図18
(a))により位置に対し正確で安定した信号としたた
め、二信号共、2段のD−FFによりラッチし、それぞ
れの出力を絶対位置設定手段27の入力とし、さらに、両
信号のエッジを使用して、サンプリングパルスspを生成
するものとした。これにより、正確な位置が得られる場
所を44ケ所とし、初期の回転量を少なくすることを可
能にした。本例の場合の絶対位置設定手段27の入力出力
関係を表6に示す。As described above, GCON1 to GCON3 are given by the logic shown in FIG. 21, and a GCON4 signal is generated as a new signal by the logic shown in FIG. If this GCON4 is used as a new GRAY2 signal, a signal for accurately detecting the rotation speed synchronized with the incremental signals IA and IB can be obtained.
FIG. 22 shows a circuit in which the signal of this example is used. The GRAY2,1 signal is detected by a differential detection circuit (FIG. 18).
(A)) Since the signal is accurate and stable with respect to the position, the two signals are latched by the two-stage D-FF, the respective outputs are input to the absolute position setting means 27, and the edges of both signals are further Used to generate a sampling pulse sp. This makes it possible to obtain an accurate position at 44 positions and to reduce the initial rotation amount. Table 6 shows the input / output relationship of the absolute position setting means 27 in the case of this example.
【0070】ここで、何度か説明にのぼった検出回路に
ついて、図18により説明する。図18の(a)に差動
型検出回路を示し、(b)に基準電圧型検出回路を示
す。差動型検出回路では、光信号を相反信号として捕ら
え、コンパレ−トするため、精度の良い安定した信号が
得られる。一方、基準電圧型検出回路は、光信号を基準
電圧に対する値を境に判別するもので、回路が簡単にな
るという特徴がある。The detection circuit that has been described several times will now be described with reference to FIG. FIG. 18A shows a differential detection circuit, and FIG. 18B shows a reference voltage detection circuit. In the differential detection circuit, since an optical signal is captured as a reciprocal signal and is compared, a stable signal with high accuracy can be obtained. On the other hand, the reference voltage type detection circuit distinguishes an optical signal based on a value with respect to a reference voltage, and has a feature that the circuit is simplified.
【0071】ここで、ここまで述べてきた絶対位置設定
手段27の入力と出力の関係を表3〜表6にまとめて示
す。Here, the relationship between the input and output of the absolute position setting means 27 described above is summarized in Tables 3 to 6.
【0072】[0072]
【表3】 [Table 3]
【0073】[0073]
【表4】 [Table 4]
【0074】[0074]
【表5】 [Table 5]
【0075】[0075]
【表6】 [Table 6]
【0076】これまで、エンコ−ダ信号の信号パタ−ン
とその処理について述べて来たが、ここで、回転ディス
ク11に形成されるスリットパタ−ンについて図19,
23により説明する。回転ディスク11には、信号精度
を確保するため、精度を要する信号から順に円周の外形
方向に生成され、U,V,W相付インクリメンタルエン
コ−ダの場合は、信号IB,IA,W,V,U,RB,
RAの順となる。また、分解能の低い絶対位置エンコ−
ダの場合の一例(図23)としては、信号IB,IA,
グレイコ−ド信号 GRAY1, GRAY2, GRAY3, GRAY4, GRAY
5, GRAY6 に対応するスリットが外周から順に形成され
ている。LEDを発した光は、本図の斜線部分を透過、
または、反射して、フォトダイオ−ドの入力となリ電圧
信号に変換される。この電圧信号は、、コンパレ−タで
波形整形され、前述の各信号のHighレベルとなる。
すなわち、図19に示すスリットパタ−ンは、図2の4
極モ−タ用の信号を生成し、図23に示すスリットパタ
−ンは、図21の信号を生成することになる。なお、他
の図に示した信号を生成するためのスリットパタ−ンも
同様な考え方で構成できる。Up to now, the signal pattern of the encoder signal and its processing have been described. Here, the slit pattern formed on the rotating disk 11 is shown in FIG.
23. In order to ensure the signal accuracy, the rotating disk 11 is generated in the circumferential outer direction in order from the signal requiring the accuracy, and in the case of the incremental encoder with U, V, W phases, the signals IB, IA, W, V, U, RB,
RA order. Also, absolute position encoders with low resolution
As an example (FIG. 23), the signals IB, IA,
Gray code signal GRAY1, GRAY2, GRAY3, GRAY4, GRAY
5, slits corresponding to GRAY6 are formed in order from the outer periphery. The light emitted from the LED passes through the shaded area in this figure,
Alternatively, it is reflected and converted into a re-voltage signal which becomes the input of the photodiode. This voltage signal is waveform-shaped by a comparator, and becomes the High level of each signal described above.
That is, the slit pattern shown in FIG.
The signal for the pole motor is generated, and the slit pattern shown in FIG. 23 generates the signal shown in FIG. It should be noted that the slit pattern for generating the signals shown in the other figures can be configured in the same way.
【0077】これまで、グレイコ−ド信号を使用した例
について説明してきたが、以下に特殊な信号パタ−ンを
使用し、電源投入後の回転量を少なくすることが可能
な、精度アップを図った場合の実施例について説明す
る。図24に示すように、本実施例は、正確な位置を検
出するための信号として、90°位相のずれた2相信号
RGRAY2,1を使用するものである。Although the example using the gray code signal has been described so far, a special signal pattern is used below to improve the accuracy, which makes it possible to reduce the amount of rotation after the power is turned on. The following describes an embodiment in which such a case is used. As shown in FIG. 24, the present embodiment uses two-phase signals RGRAY2, 1 shifted by 90 ° as signals for detecting an accurate position.
【0078】まず、図24の説明をする。GRAY6〜
3信号は、RGRAY2〜1信号の各エッジの間に入っ
ていれば良い。ここでは、説明を容易にするため、各エ
ッジから約3°ずれているるものとする。これより、回
転数検出信号GRAY6,5のエッジは回転角度の0°
の位置からずれ、 GRAY6: 177.0°,357.0° GRAY5: 81.0°,261.0° に形成され、他の信号GRAY4〜3のエッジは、 GRAY4: 33.0°,129.0°,213.0°,309.0° GRAY3: 9.0°, 57.0°,105.0°,153.0°,189.0°,23
7.0°,285.0°,333.0° に形成されているとする。また、サンプリングパルスを
生成する位置精度を要す信号RGRAY2〜1のエッジ
は、図24に示されている。例えば、 RGRAY2は、 6.0°から12.0°ごとに、 6.0°, 18.0°,
30.0°, 42.0°,…… RGRAY1も、 0.0°から12.0°ごとに、 0.0°, 12.0°,
24.0°, 36.0°,…… にエッジが形成されている。ここで、RGRAY2,1
信号の検出は、差動検出回路で行われ位置的に安定した
信号が得られるとする。First, FIG. 24 will be described. GRAY6 ~
The three signals need only be included between the edges of the RGRAY2 to RGRAY1 signals. Here, for ease of explanation, it is assumed that each edge is shifted by about 3 °. Thus, the edges of the rotation speed detection signals GRAY6, GRAY5 are 0 ° of the rotation angle.
GRAY6: 177.0 °, 357.0 ° GRAY5: 81.0 °, 261.0 °, and the edges of the other signals GRAY4-3 are GRAY4: 33.0 °, 129.0 °, 213.0 °, 309.0 ° GRAY3: 9.0 ° , 57.0 °, 105.0 °, 153.0 °, 189.0 °, 23
It is assumed that they are formed at 7.0 °, 285.0 °, and 333.0 °. The edges of the signals RGRAY2 to RGRAY1 which require the position accuracy for generating the sampling pulse are shown in FIG. For example, RGRAY2 is 6.0 °, 18.0 °,
30.0 °, 42.0 °, ... RGRAY1 also changes from 0.0 ° to 12.0 ° every 0.0 °, 12.0 °,
Edges are formed at 24.0 °, 36.0 °, .... Here, RGRAY2, 1
It is assumed that the signal is detected by a differential detection circuit and a positionally stable signal is obtained.
【0079】次に、本実施例を達成するための回路例を
図25に示す。図25に示すように、各GRAY信号及
びRGRAY信号は、スリット信号同期回路91の入力信
号となる。スリット信号同期回路91は、D−FFで構成
され、GRAY6〜3信号は、1段のD−FFでサンプ
リングされる。また、RGRAY2及びRGRAY1信
号がそれぞれ2段のD−FFでサンプリングされ、EX
−OR回路により両信号のエッジが検出される。この検
出されたエッジ信号とリセット信号と clockのANDに
より生成された信号により、GRAY信号をサンプリン
グするD−FFのサンプリング信号が得られる。これら
の動作により、GRAY信号は、RGRAY信号と同期
がとれた信号となる。Next, an example of a circuit for achieving this embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 25, each of the GRAY signal and the RGRAY signal becomes an input signal of the slit signal synchronization circuit 91. The slit signal synchronizing circuit 91 is composed of D-FFs, and the GRAY6 to GRAY3 signals are sampled by a single stage D-FF. Further, the RGRAY2 and RGRAY1 signals are sampled by two-stage D-FFs respectively, and EX-
The edges of both signals are detected by the OR circuit. A signal generated by ANDing the detected edge signal, reset signal, and clock provides a D-FF sampling signal for sampling the GRAY signal. By these operations, the GRAY signal becomes a signal synchronized with the RGRAY signal.
【0080】以上の動作により、正回転時のGRAY信
号は、 GRAY6F: 0.0°,180.0° GRAY5F: 84.0°,264.0° GRAY4F: 36.0°,132.0°,216.0°,312.0° GRAY3F: 12.0°, 60.0°,108.0°,156.0°,192.0°,24
0.0°,288.0°,336.0° のように補正され、逆回転時のGRAY信号は、 GRAY6R: 174.0°,354.0° GRAY5R: 78.0°,258.0° GRAY4R: 30.0°,126.0°,210.0°,306.0° GRAY3R: 6.0°, 54.0°,102.0°,150.0°,186.0°,23
4.0°,282.0°,330.0° のように補正される。この様子を図24に示す。By the above operation, the GRAY signal at the time of the forward rotation is GRAY6F: 0.0 °, 180.0 ° GRAY5F: 84.0 °, 264.0 ° GRAY4F: 36.0 °, 132.0 °, 216.0 °, 312.0 ° GRAY3F: 12.0 °, 60.0 ° , 108.0 °, 156.0 °, 192.0 °, 24
GRAY6R: 174.0 °, 354.0 ° GRAY5R: 78.0 °, 258.0 ° GRAY4R: 30.0 °, 126.0 °, 210.0 °, 306.0 ° GRAY3R : 6.0 °, 54.0 °, 102.0 °, 150.0 °, 186.0 °, 23
It is corrected to 4.0 °, 282.0 °, 330.0 °. This is shown in FIG.
【0081】補正された信号以降の処理は、図25から
も解かるように、前述したグレイコ−ド信号による発明
と同様である。つまり、図24に得られた補正された信
号を用い、前述したグレイコ−ド信号による発明と同様
な考え方により、各信号の状態における処理を行えば、
本発明が達成可能となる。The processing after the corrected signal is the same as the above-described invention using the gray code signal, as can be seen from FIG. That is, if the processing in the state of each signal is performed using the corrected signal obtained in FIG. 24 and the same concept as the above-described invention based on the gray code signal,
The present invention can be achieved.
【0082】表7及び表8に信号処理に使用するデ−タ
の一覧を示す。Tables 7 and 8 show a list of data used for signal processing.
【0083】[0083]
【表7】 [Table 7]
【0084】[0084]
【表8】 [Table 8]
【0085】表は、状態を解かり易くするため、各信号
の組み合わせを数値の形に表現した。GRAY6信号からRGR
AY1信号まで、32,16,8,4,2,1と重み付けし、各信号のHi
ghレベルを"1"、 Lowレベルを"0"とし、各信号の状態を
数値の1〜63で表現した。電源投入時の状態は、14
ケ所のダブリ(例えば、"※W01"で示した 9°〜12°と30
°〜33°が、数値"54"で同一であるように、"※W01"〜"
※W14"の14ケ所)があるが、信号補正後、ダブリは、
解消されることが解かる。つまり、回転後は、ダブリの
影響はなく、前述と同様に扱うために何ら問題ないた
め、電源投入時の設定デ−タさえ工夫すれば良いことに
なる。In the table, in order to make it easy to understand the state, combinations of the signals are represented in the form of numerical values. RGR from GRAY6 signal
Up to AY1 signal, weight 32,16,8,4,2,1
The gh level is "1" and the low level is "0", and the state of each signal is represented by numerical values 1 to 63. The power-on state is 14
Double (for example, 9 ° to 12 ° and 30 ° indicated by "* W01")
"* W01" ~ "so that ° ~ 33 ° is the same with the numerical value" 54 "
(* 14 locations of W14 "), but after signal correction,
It is understood that it is canceled. That is, after rotation, there is no influence of double and there is no problem in handling as described above, so that only setting data at power-on need to be devised.
【0086】したがって、表7に、電源投入時 rsp信号
により出力される絶対位置設定手段27のデ−タの一例
を示す。デ−タの設定としては、一般的設定デ−タと統
合的設定デ−タの2通りが考えられる。一般的設定デ−
タは、分類出来るだけ細かいデ−タを設定するもので、
数値に対応したデ−タを設定する。但し、ダブリ部分
は、3つとなる場合(例えば、9°〜12°と18°〜24°と
30°〜33°の設定デ−タが、"DEC:120"で同一)がある
ので両端を特異なデ−タ("DEC:100")とする。これに
より、ダブリ部分であることが明確になるため、電源投
入時の処理を特殊処理すること(例えば、本デ−タが出
力された場合のみ、初期の回転角度を±3°にしてみ
る)ができる。一方、統合的設定デ−タは、ダブリ部分
のある領域全てを同一の設定デ−タにするものである。Accordingly, Table 7 shows an example of the data of the absolute position setting means 27 which is output by the rsp signal when the power is turned on. There are two types of data setting, general setting data and integrated setting data. General setting data
The data sets the data as fine as possible
Set the data corresponding to the numerical value. However, when the number of the doubling portions becomes three (for example, 9 ° to 12 ° and 18 ° to 24 °
Since the setting data of 30 ° to 33 ° is the same for “DEC: 120”, both ends are set to unique data (“DEC: 100”). As a result, it is clear that the portion is a double portion, so that a special process is performed at the time of turning on the power (for example, only when this data is output, the initial rotation angle is set to ± 3 °). Can be. On the other hand, the integrated setting data is for making the same setting data in all areas having a double portion.
【0087】また、表8に、回転後sp信号により処理さ
れる絶対位置設定手段27の入力デ−タと出力デ−タの
一例を示す。Table 8 shows an example of input data and output data of the absolute position setting means 27 processed by the sp signal after rotation.
【0088】さらに、本実施例で、回転ディスク11に
形成されるスリットパタ−ンについて、図26により説
明する。図19,図23で説明したのと同様、信号精度
を確保するため、精度を要する信号から順に円周の外形
方向から、インクリメンタル信号IB,IA、正確な位置検
出用信号RGRAY1,RGRAY2、グレイコ−ド信号GRAY3,GRAY
4,GRAY5,GRAY6に対応するスリットが形成されている。Further, the slit pattern formed on the rotary disk 11 in this embodiment will be described with reference to FIG. As described with reference to FIGS. 19 and 23, in order to secure the signal accuracy, the incremental signals IB, IA, the accurate position detection signals RGRAY1, RGRAY2, the gray- Signal GRAY3, GRAY
4, slits corresponding to GRAY5 and GRAY6 are formed.
【0089】なお、90°位相差の信号は、検出素子PD
の配置を工夫することで、スリットを一つにすることが
可能になることが知られている。これを利用すれば、2
相信号であるGRAY6,5信号、RGRAY2,1信
号、インクリメンタル信号IA,IBが、それぞれ一つのスリッ
トから得られるので、GRAY4,3信号と合わせて合
計5スリットで本発明のエンコ−ダが構成できる。これ
により、更にエンコ−ダの小型化が可能になる。It should be noted that the signal having a 90 ° phase difference is detected by the detecting element PD.
It is known that the slit can be made one by devising the arrangement of the slits. If you use this, 2
Since the GRAY6,5 signals, RGRAY2,1 signals, and the incremental signals IA, IB, which are phase signals, are obtained from one slit, respectively, the encoder of the present invention can be composed of a total of 5 slits together with the GRAY4,3 signals. . As a result, the size of the encoder can be further reduced.
【0090】これより、更に一つのスリットを追加して
6スリットとし、ダブりのない60分割の信号を得るこ
とができる。すなわち、RGRAY1信号を2分周した様な、 RGRAY1H: 0.0°, 24.0°, 48.0°, 72.0°, 96.0°,12
0.0°,144.0°,168.0°,180.0°,204.0°,228.0°,252.
0°,276.0°,300.0°,324.0°,342.0° にエッジがある信号を設ければ良い。Thus, one more slit is added to form six slits, and a 60-divided signal without duplication can be obtained. That is, RGRAY1H: 0.0 °, 24.0 °, 48.0 °, 72.0 °, 96.0 °, 12
0.0 °, 144.0 °, 168.0 °, 180.0 °, 204.0 °, 228.0 °, 252.
Signals having edges at 0 °, 276.0 °, 300.0 °, 324.0 °, and 342.0 ° may be provided.
【0091】本実施例の説明において、数種の例を個々
に述べたが、相互に関連づけて使用しても良いことは当
然のことである。また、CS信号U,V,W(GRAY
信号)の各エッジによりカウンタ33にプリセットされる
データは、エンコーダの製作上の問題やサーボアンプと
の組み合わせ等の問題で表1〜表8に示すものと変わっ
ても良い。更に、本実施例では、プリセット信号spをC
S信号U,V,W(GRAY信号)の各エッジより生成
していたがエンコーダに通常設けられるZ相信号や、プ
リセット動作を実施するために特別なコ−ドのプリセッ
ト信号発生用スリットを設け、このスリットの信号によ
りプリセット信号を発生し、プリセットデータをカウン
タ33にプリセットしても良い。また、磁極位置信号U,
V,W相の各エッジとインクリメンタル信号A相、B相
の関係を一義的にするため、図15、図16に示すよう
な信号同期回路(例としてU相のみを示す)を図1に示
すCMP出力と回転位置検出手段21の間に追加しても
良い。In the description of this embodiment, several examples are described individually, but it is obvious that they may be used in association with each other. Also, the CS signals U, V, W (GRAY
The data preset in the counter 33 by each edge of the signal) may be different from those shown in Tables 1 to 8 due to a problem in the manufacture of the encoder or a problem with the combination with the servo amplifier. Further, in the present embodiment, the preset signal sp
A slit for generating a Z-phase signal, which is generated from each edge of the S signals U, V, and W (GRAY signal) but is normally provided in the encoder, and a special code for performing a preset operation, is provided. Alternatively, a preset signal may be generated by the slit signal, and the preset data may be preset in the counter 33. The magnetic pole position signals U,
FIG. 1 shows a signal synchronization circuit (only the U phase is shown as an example) as shown in FIGS. 15 and 16 in order to unify the relationship between each edge of the V and W phases and the incremental signals A and B phases. It may be added between the CMP output and the rotational position detecting means 21.
【0092】これまでは、グレイコ−ドのように一般的
に用いられている回転ディスクのスリットの場合につい
て述べてきたが、近年採用され始めているM系列を用い
た場合について述べる。M系列を用いたエンコ−ダの例
は、特開平2−132324にあるように、2のk乗−
1個の相異なるコ−ドの循環パタ−ンであるM系列乱数
を用い、隣接するkビット分のパタ−ンを読み取る事で
実現される。このパタ−ンは、円周上に一か所しか存在
しないので、円周上の絶対位置が判別できる。本例で
は、kビット分のパタ−ンを読み取る事で得られた絶対
位置の変化点を前記サンプリングパルスspの発生する位
置及びカウンタにプリセットするデ−タの特定に使用す
る。また、電源投入時のプリセットデ−タは、kビット
分のパタ−ンを読み取る事で得られた絶対位置を用いて
暫定的な値をプリセットデ−タとすれば良い。In the foregoing, the description has been given of the case of a slit of a commonly used rotating disk such as a gray code. However, the case of using an M-sequence which has begun to be adopted in recent years will be described. An example of an encoder using an M-sequence is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-132324.
This is realized by reading an adjacent k-bit pattern by using an M-sequence random number which is a cyclic pattern of one different code. Since this pattern has only one location on the circumference, the absolute position on the circumference can be determined. In this example, the change point of the absolute position obtained by reading the pattern of k bits is used to specify the position where the sampling pulse sp is generated and the data to be preset in the counter. As the preset data at the time of turning on the power, a provisional value may be set as the preset data using an absolute position obtained by reading a pattern of k bits.
【0093】ここで、図32、図33により一実施例に
ついて説明する。図32は、ロ−タリタイプ(回転形)
のスリットパタ−ンであり、一回転を16領域に分割し
てある。図のハンチング部分を1、空白部分を0と対応
させ、4分割領域にまたがる検出器で状態が検出され
る。図33は、リニアタイプ(直動形)のスリットパタ
−ンの一例であり、前記と同様、4分割領域にまたがる
検出器で状態が検出される。検出器により検出される信
号は、ロ−タリタイプ、リニアタイプ共同様であり、N
O1〜16の16分割領域に対し、表9に示すような値
になる。Here, an embodiment will be described with reference to FIGS. 32 and 33. FIG. 32 shows a rotary type (rotary type).
, And one rotation is divided into 16 regions. The hunting portion in the figure corresponds to 1 and the blank portion corresponds to 0, and the state is detected by a detector extending over four divided regions. FIG. 33 shows an example of a linear type (linear motion type) slit pattern, in which the state is detected by a detector extending over four divided regions, as described above. The signal detected by the detector is the same for both the rotary type and the linear type.
The values shown in Table 9 are obtained for the 16 divided regions O1 to O16.
【0094】[0094]
【表9】 [Table 9]
【0095】図33を用いて、リセットサンプリングパ
ルスrsp 、サンプリングパルスsp等の動作につき、M系
列スリットパタ−ンの各分割領域の変化点に一致した位
置にインクリメンタル信号IAの立上がりがあるものと
して説明する。また、検出器で検出され、出力される信
号は、検出部R3 が配置されているM系列スリットの状
態(M系列スリットパタ−ンの各分割領域(D1〜D1
6)の一分割領域に対し、R3 の検出領域全てが移動し
終わった後、検出器の出力が変わる)であると仮定す
る。The operation of the reset sampling pulse rsp, sampling pulse sp, etc. will be described with reference to FIG. 33 assuming that the rising edge of the incremental signal IA is at a position corresponding to the change point of each divided area of the M-sequence slit pattern. . The signal detected and output by the detector is the state of the M-sequence slit in which the detection unit R3 is arranged (each divided region (D1 to D1) of the M-sequence slit pattern).
6) With respect to one divided area, the output of the detector changes after all the detection areas of R3 have been moved.)
【0096】ここで、D2領域のほぼ中央で電源が入っ
たとする。この位置でリセットサンプリングパルスrsp
が発生し、D2領域に対応する概略のデ−タが前述のカ
ウンタにプリセットされる。つぎに、このデ−ダにより
回転又は、直動で動作することで、領域の変化点(D2
からD1:サンプリングパルスsp-1が発生、D2からD
3:サンプリングパルスsp+1が発生)に達し、サンプリ
ングパルスが発生する。この変化点は、特定の絶対位置
を示すことになるため、前述と同様、このサンプリング
パルスにより特定の絶対位置を前記カウンタにプリセッ
トする。以後、インクリメンタル信号を計数すれば、M
系列として得られる分解能の絶対位置より更に高分解能
の絶対位置を得ることができる。Here, it is assumed that the power is turned on almost at the center of the area D2. At this position the reset sampling pulse rsp
Occurs, and rough data corresponding to the D2 area is preset in the aforementioned counter. Next, by rotating or moving directly by this data, the change point (D2
To D1: a sampling pulse sp-1 is generated, and D2 to D
3: a sampling pulse sp + 1 is generated), and a sampling pulse is generated. Since this change point indicates a specific absolute position, the specific absolute position is preset in the counter by the sampling pulse as described above. Thereafter, when the incremental signal is counted, M
It is possible to obtain an absolute position having a higher resolution than the absolute position obtained as a series.
【0097】なお、以上の実施例は、ロ−タリタイプの
スリット方式について述べたが、リニアタイプにも応用
が可能であることは言うまでもない。また、本発明は光
学式エンコーダを例に述べたが、磁気エンコーダ等、他
の方式のエンコーダでも可能なことは言うまでもない。
なお、本実施例では21、27が素子FFとROMのよ
うな関数テ−ブルの組合せで構成されているが、CPU
による処理に代えてもよい。Although the above embodiment has described the rotary type slit system, it is needless to say that the present invention can be applied to a linear type slit system. Although the present invention has been described by taking an optical encoder as an example, it goes without saying that other types of encoders such as a magnetic encoder can be used.
In this embodiment, the elements 21 and 27 are composed of a combination of the element FF and a function table such as a ROM.
May be replaced by the processing by.
【0098】ここで、本実施例によるエンコーダを使用
したサーボシステムの一実施例について図28を用いて
説明する。エンコーダの多回転絶対置は、モデム43、ラ
インドライバを介し、サーボアンプへシリアル伝送され
る。サーボアンプはラインレシーバを介しモデム44で信
号を復調し、多回転絶対置のデータを信号処理回路60へ
出力する。信号処理回路60はモデムからの信号を処理
し、上位装置へ多回転絶対値データを出力する。これに
より、上位装置はモータの多回転絶対置を知ることにな
る。一方、多回転絶対値データのうちモータの1回転当
たりの位置を示すモータ回転位置は、磁極分割のための
位置データとして磁極分割回路64の入力となる。磁極分
割回路64は、上位装置からの電流指令値を前記モータ回
転位置信号で磁極分割し、相電流指令値を出力する。こ
の相電流指令値は電流制御部(ACR部)65を介してモ
ータ電流となり、モータを回転させる。この時、モータ
軸とエンコーダ軸は機械的に結合されておりエンコーダ
も回転する。一方、A,B相2相インクリメンタル信号
は、サーボアンプを介して上位装置へ出力される。Here, an embodiment of a servo system using the encoder according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The absolute rotation of the encoder is serially transmitted to the servo amplifier via the modem 43 and the line driver. The servo amplifier demodulates the signal with the modem 44 via the line receiver, and outputs the data of the multiple rotation absolute position to the signal processing circuit 60. The signal processing circuit 60 processes a signal from the modem and outputs multi-turn absolute value data to a host device. As a result, the host device knows the multi-rotation absolute position of the motor. On the other hand, the motor rotation position indicating the position per one rotation of the motor in the multi-rotation absolute value data is input to the magnetic pole division circuit 64 as position data for magnetic pole division. The magnetic pole dividing circuit 64 divides the current command value from the host device into magnetic poles based on the motor rotation position signal, and outputs a phase current command value. This phase current command value becomes a motor current via a current control unit (ACR unit) 65, and rotates the motor. At this time, the motor shaft and the encoder shaft are mechanically connected, and the encoder also rotates. On the other hand, the A-phase and B-phase two-phase incremental signals are output to the host device via the servo amplifier.
【0099】図28のサーボシステムにおいて、エンコ
−ダ電源を入れたとき、エンコーダはリセット信号によ
るリセットサンプリングパルス rspによりセットされた
データを送信し、サーボアンプはこのデータで磁極分割
し、相電流指令値を生成して、モ−タを回転する。この
時のモータ駆動はエンコーダの位置信号が変化しないの
で、矩形波駆動となる。モータの回転するとエンコーダ
内のカウンタは、信号のエッジによるサンプリングパル
スspにより正しい値がセットされ、以後、常に正しい値
を示すようになる。この正しいデータのプリセット時点
から、モータの位置データが常に変わるようになり、モ
ータは正弦波駆動となる。上位装置は、電源投入後一
度、多回転絶対値データを読み取り、モータを回転(信
号のエッジで正確なモータ回転位置がプリセットされる
まで)させ、再び多回転絶対値データを読み出す。再度
読み出されたデータは、正確なモータ回転位置を示すた
めこのデータを元に位置制御すれば完全な位置制御が可
能となる。なお、正しいデータを読み出した後は、イン
クリメンタル信号A,B相信号を使用し、位置をカウン
トしても良い。In the servo system shown in FIG. 28, when the encoder power is turned on, the encoder transmits the data set by the reset sampling pulse rsp by the reset signal, and the servo amplifier divides the magnetic poles by this data and outputs the phase current command. Generate a value and rotate the motor. The motor drive at this time is a rectangular wave drive because the position signal of the encoder does not change. When the motor rotates, the counter in the encoder is set to the correct value by the sampling pulse sp due to the signal edge, and thereafter always shows the correct value. From the time when the correct data is preset, the position data of the motor always changes, and the motor is driven by a sine wave. Once the power is turned on, the host device reads the multi-turn absolute value data once, rotates the motor (until the correct motor rotation position is preset at the edge of the signal), and reads the multi-turn absolute value data again. The data read out again indicates the correct motor rotational position, and if the position is controlled based on this data, complete position control becomes possible. After reading the correct data, the position may be counted using the incremental signals A and B.
【0100】また、本実施例のエンコ−ダは、サ−ボモ
−タに搭載され位置制御に多く用いられると考えられ
る。そこで、図27に示すように、電源投入時の暫定的
な位置を基に、インクリメンタル信号を計数しながら正
確な位置が解かるまでモ−タを回転させる。回転によ
り、正確な位置が解かった時点(サンプリングパルスsp
信号が得られるまで)で、前述の計数したインクリメン
タル信号と同量の値になるまで、モ−タを逆回転させれ
ば、機械は元の位置に戻り停止していた状態になる。こ
れにより、電源投入位置からのずれを0にすることがで
き、従来のスタ−ト位置を確保することが容易になる。It is considered that the encoder of this embodiment is mounted on a servomotor and is often used for position control. Therefore, as shown in FIG. 27, the motor is rotated while counting the incremental signals based on the provisional position at the time of turning on the power until the correct position is found. When the correct position is determined by rotation (sampling pulse sp
If the motor is rotated reversely until the signal reaches the same value as the counted incremental signal, the machine returns to the original position and stops. As a result, the deviation from the power-on position can be reduced to zero, and it is easy to secure the conventional start position.
【0101】最後に、本実施例によるエンコーダを使用
した産業用ロボットの一例について図29〜図31を用
いて説明する。ロボットは作業環境に対する干渉を小さ
くするため、小型の手首が要望されている。手首の外形
は、特開平1−177987(図29に代表図を示す)
にあるようにな手首基部5に揺動用モータ61及び回転用
モータ71の2つのモータを配置するような構造では、モ
ータとエンコーダの大きさに手首基部の大きさが大きな
制約を受ける。ここで、ロータリーエンコーダ・回転セ
ンサ 総合カタログ VOL.02 サムタク株式会社 1990年1
月に記載されているエンコーダを例にして考える。絶対
値エンコーダAEM−002−2048の大きさ、 直
径75,L63.5mmに対し、本発明によるエンコーダ
の想定として同社製インクリメンタルエンコーダLHB
−001−2500を考え、これらのエンコーダをロボ
ットに組み込んだ場合を考える。従来のエンコーダを使
用した場合、図30に示すように、モータ61(71)よりエ
ンコーダ61E(71E)が大きいため、エンコーダの大きさに
より手首の大きさが制約を受ける。これに対し、本発明
を使用したエンコーダを使用した場合は、図31に示す
ようにモータ61(71)とエンコーダ61E(71E)の外形を同一
寸法近くにすることができ、手首寸法を小さくすること
ができる。つまり、本実施例を使用したエンコーダの大
きさは、直径46,L42mmであり、従来のエンコーダより
外形を約30mm小さくできる。この寸法減がロボット手
首の外形に直接寄与することになり、特に小型のロボッ
トにおいては、大きな効果となる。Finally, an example of an industrial robot using the encoder according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Robots are required to have small wrists in order to reduce interference with the working environment. The outer shape of the wrist is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-177987 (a representative diagram is shown in FIG. 29).
In the structure in which the two motors of the swing motor 61 and the rotation motor 71 are arranged on the wrist base 5 as described in the above, the size of the wrist base is greatly restricted by the size of the motor and the encoder. Here, Rotary Encoders and Rotation Sensors General Catalog VOL.02 Samtaku Corporation 1990 1
Consider the encoder described in the month as an example. For the absolute encoder AEM-002-2048 size, diameter 75, L63.5mm, the encoder according to the present invention is assumed to be an incremental encoder LHB
Consider a case where these encoders are incorporated in a robot, considering -001-2500. When a conventional encoder is used, the size of the wrist is restricted by the size of the encoder because the encoder 61E (71E) is larger than the motor 61 (71) as shown in FIG. On the other hand, when an encoder using the present invention is used, the outer shape of the motor 61 (71) and the encoder 61E (71E) can be made close to the same size as shown in FIG. 31, and the wrist size can be reduced. be able to. That is, the size of the encoder using this embodiment is 46 mm in diameter and 42 mm in L, and the outer shape can be reduced by about 30 mm from the conventional encoder. This reduction in size directly contributes to the outer shape of the robot wrist, and is particularly effective for a small robot.
【0102】また、本実施例によるエンコーダを使用す
れば、エンコ−ダ外径を小さくするためにエンコーダの
スリット数を減らす必要がない。このため、絶対値の分
解能を下げることがなくなり、精度良い作業が可能とな
る。When the encoder according to the present embodiment is used, it is not necessary to reduce the number of slits of the encoder in order to reduce the outer diameter of the encoder. For this reason, the resolution of the absolute value does not decrease, and a highly accurate operation can be performed.
【0103】なお、ロボットのような多軸の複雑な機構
を持つ機械において、本実施例のエンコーダを用いれ
ば、電源投入時のrspパルスにより設定された位置情報
でロボットの概略の位置及び姿勢が判るので、ロボット
を原点姿勢に近づける方向に各軸のモータを動かすこと
が可能である。これにより、ロボットを回りの治具に干
渉させることなくspパルスによる正規な位置が得られる
まで動かすことが可能となる。ここで、spパルスによる
正規な位置が得られるまで、ロボットを動かすことが必
要であるが、ロボットに使用される減速器の減速比は通
常、 1/50〜1/100であり、例えば、モータの回転角15
°(4極用モータでCS信号が変化する最大の回転量)
に対し、機構の動作量は0.3〜0.15degであり、問題にな
ることはない。In a machine such as a robot having a complex mechanism with multiple axes, if the encoder of this embodiment is used, the approximate position and orientation of the robot can be determined by the position information set by the rsp pulse at power-on. Therefore, it is possible to move the motor of each axis in a direction to bring the robot closer to the home position. This makes it possible to move the robot until a normal position by the sp pulse is obtained without causing interference with the surrounding jig. Here, it is necessary to move the robot until a normal position by the sp pulse is obtained, but the reduction ratio of the speed reducer used for the robot is usually 1/50 to 1/100. Rotation angle of 15
° (Maximum rotation at which the CS signal changes with a 4-pole motor)
On the other hand, the operation amount of the mechanism is 0.3 to 0.15 deg, and there is no problem.
【0104】また、本発明によれば、従来のロボットの
原点合わせのように、Z相という特定の位置でサーボロ
ックし、現在値を真の現在位置に修正するというような
手順を必要とせず、モータを回転させるだけで真の現在
位置が得られるというメリットがある。Further, according to the present invention, there is no need for a procedure for performing servo lock at a specific position of the Z phase and correcting the current value to the true current position as in the case of the conventional robot origin adjustment. There is an advantage that the true current position can be obtained only by rotating the motor.
【0105】[0105]
【発明の効果】本発明によれば、 (1)絶対位置の分解能全てを示すスリットを移動ディ
スクに生成する必要がなくなりの分解能の低い絶対位置
信号とインクリメンタル信号を使うことができるので、
エンコーダが小型になるとともに部品点数が削除できる
ので信頼性が向上する。 (2)1回転当たりの絶対位置を示すスリットを回転デ
ィスクに生成する必要がなくなり、U,V,W相付エン
コーダディスクを使うことができるので、エンコーダが
小型になるとともに部品点数が削除できるので信頼性が
向上する。 (3)基本的にインクリメンタルパルスを計数して絶対
値とするため、高分解能化にはインクエリメンタル信号
のみを高分解能化すればよく、対応が簡単になる。 (4)分解能の低いエンコーダパタ−ンの変更や、U,
V,W相付エンコ−ダの4極用、8極用の変更に対して
は、絶対値設定手段の内容の変更で対応できるため、R
OMを使用したり、ゲ−トアレ−の内容変更等の簡単手
段で対応が可能となる。 (5)経済的効果として従来の絶対値エンコーダの半額
(2〜3万円)程度で供給することが可能になる。According to the present invention, it is possible to use an absolute position signal and an incremental signal having a low resolution so that it is not necessary to generate a slit indicating the entire resolution of the absolute position on the moving disk.
Since the encoder becomes smaller and the number of parts can be eliminated, the reliability is improved. (2) It is not necessary to generate a slit indicating the absolute position per rotation on the rotating disk, and an encoder disk with U, V, and W phases can be used. Therefore, the size of the encoder can be reduced and the number of parts can be eliminated. Reliability is improved. (3) Basically, since the incremental pulses are counted and converted to the absolute value, the resolution can be increased simply by increasing the resolution of only the inquiring signal, and the correspondence can be simplified. (4) Change of encoder pattern with low resolution, U,
The change of the encoder for 4 poles and 8 poles of the encoder with V and W phases can be dealt with by changing the contents of the absolute value setting means.
This can be handled by simple means such as using an OM or changing the contents of the gate array. (5) As an economical effect, it is possible to supply at about half the price (20,000 to 30,000 yen) of the conventional absolute value encoder.
【図1】本発明実施例のエンコーダの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an encoder according to an embodiment of the present invention.
【図2】U,V,W相付エンコーダ信号の説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram of encoder signals with U, V, and W phases.
【図3】本発明実施例によるエンコーダ信号の出力説明
図出ある。FIG. 3 is a diagram illustrating an output of an encoder signal according to an embodiment of the present invention.
【図4】基本となる具体的回路の説明図(U,V,W相
付)であるFIG. 4 is an explanatory diagram (with U, V, and W phases) of a basic specific circuit.
【図5】インクリメンタル信号を連続計数する場合の回
路例(その1)。FIG. 5 is a circuit example (part 1) in a case where incremental signals are continuously counted.
【図6】図5をグレイコ−ドにした場合の例である。FIG. 6 is an example in which FIG. 5 is displayed in gray code.
【図7】プリセット信号による機能動作の説明図(U,
V,W相付)である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a functional operation by a preset signal (U,
V, W phase).
【図8】グレイコ−ドを用いたエンコ−ダ信号の説明図
である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an encoder signal using a gray code.
【図9】プリセット信号による機能動作の説明図(グレ
イコ−ド)である。FIG. 9 is an explanatory diagram (gray code) of a functional operation based on a preset signal.
【図10】基本となる具体的回路の説明図(グレイコ−
ド)であるFIG. 10 is an explanatory diagram of a specific basic circuit (Grayco-
C)
【図11】プリセット信号を増加させた場合の回路例
(その1)FIG. 11 is a circuit example when the number of preset signals is increased (part 1)
【図12】プリセット信号を増加させた場合の回路例
(その2)FIG. 12 is a circuit example when the number of preset signals is increased (part 2)
【図13】プリセット信号数を増加させた場合の機能動
作の説明図であるFIG. 13 is an explanatory diagram of a functional operation when the number of preset signals is increased.
【図14】プリセット信号を選択する場合の回路例であ
るFIG. 14 is a circuit example when a preset signal is selected.
【図15】信号同期回路図の一実施例の説明図であるFIG. 15 is an explanatory diagram of one embodiment of a signal synchronization circuit diagram.
【図16】信号同期回路図の他の実施例の説明図であるFIG. 16 is an explanatory diagram of another embodiment of the signal synchronization circuit diagram.
【図17】最上位信号を0°にした場合のエンコ−ダ信
号(32分割)の説明図であるFIG. 17 is an explanatory diagram of an encoder signal (32 divisions) when the uppermost signal is set to 0 °.
【図18】光信号処理回路の例であるFIG. 18 is an example of an optical signal processing circuit.
【図19】エンコ−ダディスクのスリットの一例(その
1)(図2、4極モ−タに対応)FIG. 19 shows an example of an encoder disk slit (part 1) (FIG. 2, corresponding to a 4-pole motor)
【図20】回転数検出信号がずれた場合のエンコーダ信
号(32分割時)の説明図であるFIG. 20 is an explanatory diagram of an encoder signal (at the time of division into 32) when the rotation number detection signal is shifted.
【図21】特殊信号を発生する場合のエンコーダ信号
(60分割時)の説明図であるFIG. 21 is an explanatory diagram of an encoder signal (at the time of 60 divisions) when a special signal is generated.
【図22】図21に対応する具体的回路の一例FIG. 22 is an example of a specific circuit corresponding to FIG. 21;
【図23】特殊信号を発生する場合のエンコーダディス
クのスリットの一例FIG. 23 shows an example of a slit of an encoder disk when a special signal is generated.
【図24】プリセット信号の生成に2相信号を用いる場
合のエンコ−ダ信号説明図FIG. 24 is an explanatory diagram of an encoder signal when a two-phase signal is used to generate a preset signal.
【図25】図24に対応する具体的回路の一例FIG. 25 is an example of a specific circuit corresponding to FIG. 24;
【図26】プリセット信号の生成に2相信号を用いる場
合のエンコーダディスクのスリットの例FIG. 26 shows an example of a slit of an encoder disk when a two-phase signal is used to generate a preset signal.
【図27】イニシャライズ運転の処理フロ−FIG. 27 is a processing flow of an initialization operation.
【図28】本発明によるエンコーダを使用したACサー
ボシステム図であるFIG. 28 is an AC servo system diagram using an encoder according to the present invention.
【図29】産業用ロボットの手首構成の説明図であるFIG. 29 is an explanatory diagram of a wrist configuration of an industrial robot.
【図30】従来エンコーダによる手首構成の説明図であ
るFIG. 30 is an explanatory diagram of a wrist configuration using a conventional encoder.
【図31】本発明実施例のエンコーダを用いた手首構成
の説明図であるFIG. 31 is an explanatory diagram of a wrist configuration using the encoder of the embodiment of the present invention.
【図32】M系列を用いたロ−タリ形エンコ−ダのスリ
ットの一例FIG. 32 shows an example of a slit of a rotary encoder using an M-sequence.
【図33】M系列を用いたエンコ−ダの場合の機能動作
説明図であるFIG. 33 is an explanatory diagram of a functional operation in the case of an encoder using an M sequence.
1・・エンコ−ダ 2・・サ−ボアンプ 3・・上位制御装置(上位装置) 11・・回転ディスク 15・・回転数計数手
段 21・・回転位置検出手段 23・・リセット信号
発生手段 25・・オア回路 27・・絶対値設定手
段 31・・回転量検出手段 33・・回転量計数手
段 41・・多回転絶対値生成手段 43・・モデム 51・・RS−フリップフロップ 53a,53b・・AND 55・・D−フリップフロップ 56・・AND 60・・信号処理回路 64・・磁極分割回路 65・・電流制御部(ACR部) 5・・手首基部 61,71・・モータ 61E,71E・・エンコ
ーダ 81・・回転方向検出手段 83・・回転数計数手
段 85・・回転数補正出力手段 89・・回転数補正信
号生成手段 91・・スリット信号同期回路1. Encoder 2. Servo amplifier 3. Host controller (host device) 11. Rotating disk 15. Rotation counting means 21. Rotational position detecting means 23. Reset signal generating means 25.・ OR circuit 27 ・ ・ Absolute value setting means 31 ・ ・ Rotation amount detecting means 33 ・ ・ Rotation amount counting means 41 ・ ・ Multi-turn absolute value generating means 43 ・ ・ Modem 51 ・ ・ RS-flip-flop 53a, 53b ・ ・ AND 55 D-flip-flop 56 AND 60 Signal processing circuit 64 Magnetic pole splitting circuit 65 Current control unit (ACR unit) 5 Wrist base 61, 71 Motor 61E, 71E Encoder 81rotation direction detecting means83rotation counting means85rotation correction output means89rotation correction signal generation means91 slit signal synchronization circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G05D 3/12 305 G05D 3/12 305B (56)参考文献 特開 平1−153910(JP,A) 特開 平1−116409(JP,A) 特開 平1−305314(JP,A) 特開 平2−44410(JP,A) 特開 昭63−271115(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 5/249 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI G05D 3/12 305 G05D 3/12 305B (JP, a) JP flat 1-305314 (JP, a) JP flat 2-44410 (JP, a) JP Akira 63-271115 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7 , DB name) G01D 5/249
Claims (9)
該絶対位置より分解能の高い2相コードを有し所定方向
に回転する回転ディスクと、前記絶対位置 コードを検出して位置基準信号を発生する
位置基準信号検出手段と、前記絶対位置 コードを検出して位置特定信号を発生する
位置特定信号検出手段と、 前記位置特定信号に基づいて前記回転ディスクの絶対位
置を示す絶対値信号を作る絶対値設定手段と、前記 2相コードを検出して前記絶対位置コードが示す絶
対位置より分解能の高い周期のパルスを発生する回転量
検出手段と、前記 パルスを計数するカウンタと、前記 絶対値信号を前記位置基準信号で前記カウンタにプ
リセットするプリセット手段と、前記 カウンタの計数値を出力する手段を備えたエンコー
ダ。1. A rotating disk having a plurality of absolute position codes indicating an absolute position and a two-phase code having a higher resolution than the absolute position and rotating in a predetermined direction, and detecting the absolute position code to generate a position reference signal. A position reference signal detecting means for detecting the absolute position code, a position specifying signal detecting means for detecting the absolute position code and generating a position specifying signal, and an absolute value signal indicating an absolute position of the rotating disk based on the position specifying signal. a value setting means, absolute indicated by the absolute position code by detecting the two-phase code
A rotation amount detecting means for generating a pulse period higher resolution than versus position, a counter for counting said pulses, and preset means for presetting said absolute value signal to the counter by the position reference signal, the count value of the counter Encoder having means for outputting a signal.
該絶対位置より分解能の高い2相コードを有し所定方向
に回転する回転ディスクと、前記絶対位置 コードを検出して位置基準信号を発生する
位置基準信号検出手段と、前記絶対位置 コードを検出して位置特定信号を発生する
位置特定信号検出手段と、前記 位置特定信号に基づいて前記回転ディスクの絶対位
置を示す絶対値信号を作る絶対値設定手段と、前記 2相コードを検出して前記絶対位置コードが示す絶
対位置より分解能の高い周期のパルスを発生する移動量
検出手段と、前記 パルスを計数するカウンタと、 電源投入時にリセットサンプリングパルスを発生する電
源リセット信号発生手段と、前記 絶対値信号に対応して予め決めた絶対値を前記リセ
ットサンプリングパルスにより前記カウンタにプリセッ
トし、且つ前記絶対値信号を前記位置基準信号により前
記カウンタにプリセットするプリセット手段と、前記 カウンタの計数値を出力する手段を備えたエンコー
ダ。2. A rotating disk having a plurality of absolute position codes indicating an absolute position and a two-phase code having higher resolution than the absolute position and rotating in a predetermined direction, and detecting the absolute position code to generate a position reference signal. a reference position signal detection means for the position specifying signal detecting means for generating position location signals to detect the absolute position code, absolute to make an absolute value signal indicating the absolute position of the rotating disc on the basis of the localization signal a value setting means, absolute indicated by the absolute position code by detecting the two-phase code
A moving amount detecting means for generating a pulse period higher resolution than versus position, a counter for counting said pulses, and a power supply reset signal generating means for generating a reset sampling pulse at power-on, in response to the absolute value signal preset predetermined absolute value on the counter by the Lise <br/> Tsu preparative sampling pulses, and the absolute value signal before by the position reference signal
And preset means for presetting the serial counter, encoder having means for outputting a counted value of said counter.
該絶対位置より分解能の高い2相コードを有し所定方向
に回転する回転ディスクと、前記絶対位置 コードを検出して位置基準信号を発生する
位置基準信号検出手段と、前記絶対位置 コードを検出して位置特定信号を発生する
位置特定信号検出手段と、前記 位置特定信号に基づいて前記回転ディスクの絶対位
置を示す絶対値信号を作る絶対値設定手段と、前記 2相コードを検出して前記絶対位置コードが示す絶
対位置より分解能の高い周期のパルスを発生する回転量
検出手段と、前記 パルスを計数するカウンタと、前記 絶対値を示す複数の絶対位置コードの少なくとも1
つのコードパターンのエッジ部で前記絶対値信号を前記
カウンタにプリセットするプリセット手段と、前記カウ
ンタの計数値を出力する手段を備えたエンコーダ。3. A rotating disk having a plurality of absolute position codes indicating an absolute position and a two-phase code having higher resolution than the absolute position and rotating in a predetermined direction, and detecting the absolute position code to generate a position reference signal. a reference position signal detection means for the position specifying signal detecting means for generating position location signals to detect the absolute position code, absolute to make an absolute value signal indicating the absolute position of the rotating disc on the basis of the localization signal a value setting means, absolute indicated by the absolute position code by detecting the two-phase code
A rotation amount detecting means for generating a pulse period higher resolution than versus position, a counter for counting the pulses, at least one of the plurality of absolute position code indicating the absolute value
One of the preset means for presetting said absolute value signal to the counter edge portion of the code pattern, the encoder having means for outputting a count value of said count <br/> printer.
該絶対位置より分解能の高い2相コードを有し所定方向
に回転する回転ディスクと、前記絶対位置 コードを検出して位置基準信号を発生する
位置基準信号検出手段と、前記絶対位置 コードを検出して位置特定信号を発生する
位置特定信号検出手段と、前記 位置特定信号に基づいて前記回転ディスクの絶対位
置を示す絶対値信号を作る絶対値設定手段と、前記 2相コードを検出して前記絶対位置コードが示す絶
対位置より分解能の高い周期のパルスを発生する回転量
検出手段と、前記 パルスを計数するカウンタと、 電源投入時にリセットサンプリングパルスを発生する電
源リセット信号発生手段と、 前記絶対値信号に対応して予め決めた絶対値を前記リセ
ットサンプリングパルスにより前記カウンタにプリセッ
トし、且つ前記絶対値を示す複数の絶対位置コードの少
なくとも1つのコードパターンのエッジ部で前記絶対値
信号を前記カウンタにプリセットするプリセット手段
と、前記 カウンタの計数値を出力する手段を備えたエンコー
ダ。4. A rotating disk having a plurality of absolute position codes indicating an absolute position and a two-phase code having a higher resolution than the absolute position and rotating in a predetermined direction, and detecting the absolute position code to generate a position reference signal. a reference position signal detection means for the position specifying signal detecting means for generating position location signals to detect the absolute position code, absolute to make an absolute value signal indicating the absolute position of the rotating disc on the basis of the localization signal a value setting means, absolute indicated by the absolute position code by detecting the two-phase code
A rotation amount detecting means for generating a pulse period higher resolution than versus position, a counter for counting said pulses, and a power supply reset signal generating means for generating a reset sampling pulse at power-on, in response to the absolute value signal preset predetermined absolute value on the counter by the Lise <br/> Tsu preparative sampling pulse, and the said absolute value signal at the edge portion of the at least one code pattern of a plurality of absolute position code indicating the absolute value An encoder comprising preset means for presetting a counter, and means for outputting a count value of the counter.
(U相、V相、W相信号)、及び前記コンミテーション
信号より位置分解能の高い2相のインクリメンタル信号
(A相、B相信号)を発生するエンコーダにおいて、 前記コンミテーション信号を検出して少なくとも1個以
上の基準位置を示す位置基準信号を発生する基準位置検
出手段と、前記コンミテーション信号を検出して位置特定信号を発
生する位置特定信号検出手段と、 前記位置特定信号に基づいて前記回転ディスクの絶対位
置を示す絶対値信号を作る絶対値設定手段と、 前記インクリメンタル信号を計数するカウンタと、前記 位置基準信号により前記絶対値信号を前記カウンタ
にプリセットするプリセット手段と、前記 カウンタの計数値を出力する手段を備えたエンコー
ダ。5. A commutation signal (U-phase, V-phase, W-phase signal) for a servomotor and a two-phase incremental signal (A-phase, B-phase signal) having a higher position resolution than the commutation signal are generated. originating in the encoder, and the reference position detecting means for generating a reference position signal indicative of at least one or more reference position by detecting the Konmi station signals, a localization signal by detecting the Konmi station signals
A position specifying signal detecting means for raw, the absolute value setting means for making the absolute value signal indicating the absolute position of the rotating disc on the basis of the localization signal, a counter for counting the incremental signals, the by the position reference signal An encoder comprising: preset means for presetting an absolute value signal to the counter; and means for outputting a count value of the counter.
(U相、V相、W相信号)、及び前記コンミテーション
信号より位置分解能の高い2相のインクリメンタル信号
(A相、B相信号)を発生するエンコーダにおいて、 前記コンミテーション信号を検出して少なくとも1個以
上の基準位置を示す位置基準信号を発生する基準位置検
出手段と、前記コンミテーション信号を検出して位置特定信号を発
生する位置特定信号検出手段と、 前記位置特定信号に基づいて前記回転ディスクの絶対位
置を示す絶対値信号を作る絶対値設定手段と、 前記インクリメンタル信号を計数するカウンタと、 電源投入時にリセットサンプリングパルスを発生する電
源リセット信号発生手段と、 前記絶対値信号に対応して予め決めた絶対値を前記リセ
ットサンプリングパルスにより前記カウンタにプリセッ
トし、且つ前記絶対値信号を前記位置基準信号により前
記カウンタにプリセットするプリセット手段と、前記 カウンタの計数値を出力する手段を備えたエンコー
ダ。6. A servo motor for generating a commutation signal (U-phase, V-phase, W-phase signal) and a two-phase incremental signal (A-phase, B-phase signal) having a higher position resolution than the commutation signal. originating in the encoder, and the reference position detecting means for generating a reference position signal indicative of at least one or more reference position by detecting the Konmi station signals, a localization signal by detecting the Konmi station signals
A position identification signal detecting unit that generates the absolute position of the rotating disk based on the position identification signal.
Absolute value setting means for generating an absolute value signal indicating the position, a counter for counting the incremental signal, power reset signal generating means for generating a reset sampling pulse when power is turned on, and a predetermined value corresponding to the absolute value signal. the absolute value preset in the counter by the Lise <br/> Tsu preparative sampling pulses, and preset means and for presetting said absolute value signal to the counter by the position reference signal, means for outputting a count value of said counter Equipped encoder.
(U相、V相、W相信号)用コードパターン、及び前記
コンミテーション信号用コードパターンより位置分解能
の高い2相のインクリメンタル信号(A相、B相信号)
用コードパターンを有する回転ディスクを備えたエンコ
ーダにおいて、サーボモータ用のコンミテーション信号を検出して位置
特定信号を発生する位置特定信号検出手段と、 前記位置特定信号に基づいて前記回転ディスクの絶対位
置を示す絶対値信号を作る絶対値設定手段と、 前記インクリメンタル信号を計数するカウンタと、 前記コンミテーション信号用コードパターンのエッジ部
で該コードパターンのエッジ部に対応する絶対値信号を
前記カウンタにプリセットするプリセット手段と、 前記カウンタの計数値を出力する手段を備えたエンコー
ダ。7. A code pattern for a servo motor for a commutation signal (U-phase, V-phase, W-phase signal) and a two-phase incremental signal (A-phase, B-phase) having a higher position resolution than the code signal for a commutation signal . Phase signal)
Encoder signal with a rotary disk having a code pattern for servo motor
A position specifying signal detecting means for generating a specifying signal; and an absolute position of the rotating disk based on the position specifying signal.
Absolute value setting means for generating an absolute value signal indicating the position, a counter for counting the incremental signal, and an absolute value signal corresponding to an edge of the code pattern at the edge of the code signal for the commutation signal to the counter. An encoder comprising: preset means for presetting; and means for outputting a count value of the counter.
(U相、V相、W相信号)用コードパターン、及び前記
コンミテーション信号用コードパターンより位置分解能
の高い2相のインクリメンタル信号(A相、B相信号)
用コードパターンを有する回転ディスクを備えたエンコ
ーダにおいて、サーボモータ用のコンミテーション信号を検出して位置
特定信号を発生する位置特定信号検出手段と、 前記位置特定信号に基づいて前記回転ディスクの絶対位
置を示す絶対値信号を作る絶対値設定手段と、 前記インクリメンタル信号を計数するカウンタと、 電源投入時にリセットサンプリングパルスを発生する電
源リセット信号発生手段と、 前記絶対値信号に対応して予め決めた絶対値を前記リセ
ットサンプリングパルスにより前記カウンタにプリセッ
トし、且つ前記コンミテーション信号用コードパターン
のエッジ部で該コードパターンのエッジ部に対応する絶
対値信号を前記カウンタにプリセットするプリセット手
段と、前記 カウンタの計数値を出力する手段を備えたエンコー
ダ。8. A code pattern for a servo motor for a commutation signal (U-phase, V-phase, W-phase signal) and a two-phase incremental signal (A-phase, B-phase) having a higher position resolution than the code signal for a commutation signal . Phase signal)
Encoder signal with a rotary disk having a code pattern for servo motor
Position specifying signal detecting means for generating a specifying signal; absolute value setting means for generating an absolute value signal indicating an absolute position of the rotating disk based on the position specifying signal; a counter for counting the incremental signal; and a power supply reset signal generating means for generating a reset sampling pulse, the absolute value absolute value determined in advance in response to the signal preset to the counter by the Lise <br/> Tsu preparative sampling pulses, and for the Konmi station signals An encoder comprising: preset means for presetting an absolute value signal corresponding to an edge of the code pattern at the edge of the code pattern to the counter; and means for outputting a count value of the counter.
手段と、前記 回転数の計数結果と前記回転ディスクの現在位置を
表すカウンタの計数値を合成して多回転絶対位置信号を
出力する絶対位置生成手段を設けたことを特徴とする請
求項1乃至8記載のいずれかのエンコーダ。Wherein said means for counting holding the rotational speed of the rotary disk, absolute for outputting the synthesized and multiple rotation absolute position signal the count value of the counter indicating the current position of the rotational speed of the counting result and the rotating disc 9. The encoder according to claim 1, further comprising a position generating unit.
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1991
- 1991-09-24 JP JP24312091A patent/JP3225547B2/en not_active Expired - Fee Related
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