JP3326849B2 - 多回転式アブソリュートエンコーダ - Google Patents
多回転式アブソリュートエンコーダInfo
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- JP3326849B2 JP3326849B2 JP04237393A JP4237393A JP3326849B2 JP 3326849 B2 JP3326849 B2 JP 3326849B2 JP 04237393 A JP04237393 A JP 04237393A JP 4237393 A JP4237393 A JP 4237393A JP 3326849 B2 JP3326849 B2 JP 3326849B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転体の絶対回転角を検
出するための多回転式アブソリュートエンコーダに関す
るものであり、特にＡＣサーボモータに組み込まれて使
われるロータリーエンコーダに関するものである。
出するための多回転式アブソリュートエンコーダに関す
るものであり、特にＡＣサーボモータに組み込まれて使
われるロータリーエンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種機械の駆動用に使われるサーボモー
タには、ブラシ付きのＤＣサーボモータとブラシのない
ＡＣサーボモータ（ＤＣブラシレスサーボモータ）があ
り、近年モータ保守の容易さからＡＣサーボモータの需
要が増している。
タには、ブラシ付きのＤＣサーボモータとブラシのない
ＡＣサーボモータ（ＤＣブラシレスサーボモータ）があ
り、近年モータ保守の容易さからＡＣサーボモータの需
要が増している。
【０００３】サーボ系の位置検出器にもさまざまな種類
があるが、近年、サーボモータに組み込まれて使用され
るロータリーエンコーダが普及している。ＡＣサーボモ
ータに組み込まれるエンコーダはインクリメンタルエン
コーダとアブソリュートエンコーダに大別される。
があるが、近年、サーボモータに組み込まれて使用され
るロータリーエンコーダが普及している。ＡＣサーボモ
ータに組み込まれるエンコーダはインクリメンタルエン
コーダとアブソリュートエンコーダに大別される。
【０００４】インクリメンタルエンコーダの出力信号は
図８に示すように、回転方向が判別できるように互いに
９０度位相差を有するＡ，Ｂ２相の信号と、１回転１パ
ルスの基準Ｚ信号と、ＡＣサーボモータの通電相切り替
えのためのコミュテーション信号Ｕ，Ｖ，Ｗを備えたも
のが一般的である。
図８に示すように、回転方向が判別できるように互いに
９０度位相差を有するＡ，Ｂ２相の信号と、１回転１パ
ルスの基準Ｚ信号と、ＡＣサーボモータの通電相切り替
えのためのコミュテーション信号Ｕ，Ｖ，Ｗを備えたも
のが一般的である。
【０００５】また、アブソリュートエンコーダは電源投
入後直ちに１回転内の絶対位置が認識できるエンコーダ
で、インクリメンタルエンコーダを用いた制御システム
において必要とされる電源投入直後に行う機械位置とコ
ントローラとの位置合わせ動作である原点復帰動作が不
要であることから、多関節ロボットをはじめとする大型
のロボット用サーボモータなどに普及しつつあり、また
その多くはモータの回転数カウント機能をつけた多回転
式アブソリュートエンコーダである。
入後直ちに１回転内の絶対位置が認識できるエンコーダ
で、インクリメンタルエンコーダを用いた制御システム
において必要とされる電源投入直後に行う機械位置とコ
ントローラとの位置合わせ動作である原点復帰動作が不
要であることから、多関節ロボットをはじめとする大型
のロボット用サーボモータなどに普及しつつあり、また
その多くはモータの回転数カウント機能をつけた多回転
式アブソリュートエンコーダである。
【０００６】以下に従来の多回転式アブソリュートエン
コーダについて説明する。図９は従来の多回転式アブソ
リュートエンコーダの機能ブロックを示すものである。
図９において９１はインクリメンタル信号出力部、９２
はアブソリュート信号出力部、９３は多回転カウンタ、
９４はバックアップ回路、９５は変換回路である。
コーダについて説明する。図９は従来の多回転式アブソ
リュートエンコーダの機能ブロックを示すものである。
図９において９１はインクリメンタル信号出力部、９２
はアブソリュート信号出力部、９３は多回転カウンタ、
９４はバックアップ回路、９５は変換回路である。
【０００７】以上のように構成された多回転式アブソリ
ュートエンコーダについて、以下その動作について説明
する。まず、主電源がオンしているときエンコーダの回
転位置に合わせインクリメンタル信号出力部９１からは
９０度位相差を有するＡ，Ｂ信号そして１回転に１回発
生するＺ信号が出力する。また、アブソリュート信号出
力部９２からは１回転アブソリュートデータとして１回
転の分解能に対応した２0から２K-1のＫビットの信号を
出力する。また、多回転カウンタ９３はアブソリュート
信号出力の上位２ビット２K-1と２K-2とを用いて回転回
数を計数する。
ュートエンコーダについて、以下その動作について説明
する。まず、主電源がオンしているときエンコーダの回
転位置に合わせインクリメンタル信号出力部９１からは
９０度位相差を有するＡ，Ｂ信号そして１回転に１回発
生するＺ信号が出力する。また、アブソリュート信号出
力部９２からは１回転アブソリュートデータとして１回
転の分解能に対応した２0から２K-1のＫビットの信号を
出力する。また、多回転カウンタ９３はアブソリュート
信号出力の上位２ビット２K-1と２K-2とを用いて回転回
数を計数する。
【０００８】変換回路９５はパラレルデータである１回
転アブソリュートデータと多回転カウントデータとをシ
リアルデータに変換しドライバやＮＣシステムに送信す
る。一方主電源がオフした場合にはバックアップ回路９
４によりアブソリュート信号出力の上位２ビット２K-1
と２K-2信号の検出と、多回転カウンタ９３とを常に動
作している。これにより再度主電源を投入したときにも
回転回数をリセットすることなく保持し、しかも主電源
オフ時に変化した回転回数も検出することができる。
転アブソリュートデータと多回転カウントデータとをシ
リアルデータに変換しドライバやＮＣシステムに送信す
る。一方主電源がオフした場合にはバックアップ回路９
４によりアブソリュート信号出力の上位２ビット２K-1
と２K-2信号の検出と、多回転カウンタ９３とを常に動
作している。これにより再度主電源を投入したときにも
回転回数をリセットすることなく保持し、しかも主電源
オフ時に変化した回転回数も検出することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、絶対位置を決定するためのアブソリュー
ト信号の数が多数必要で、分解能を上げていくほど信号
数は増加する。信号の数に対応して検出部の数も増やす
必要があり、処理回路の規模も増大してくるので構造的
にも、回路規模も大きくなるという問題点を有してい
た。
来の構成では、絶対位置を決定するためのアブソリュー
ト信号の数が多数必要で、分解能を上げていくほど信号
数は増加する。信号の数に対応して検出部の数も増やす
必要があり、処理回路の規模も増大してくるので構造的
にも、回路規模も大きくなるという問題点を有してい
た。
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、小型でコンパクトな多回転式アブソリュートエンコ
ーダを提供することを目的とする。
で、小型でコンパクトな多回転式アブソリュートエンコ
ーダを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の多回転式アブソリュートエンコーダは、
（１）互いに９０度位相差を有するＡ，Ｂ２相のインク
リメンタル信号と、少なくともＮ個以上の（Ｎ＝（エン
コーダが取り付けられているモータの極数ＰM）×（モ
ータ相数ＰH））基準信号Ｚnと、Ｚnの順序を判別する
Ｍビットのアブソリュート信号の計３種類の信号を出力
する原信号出力部と、（２）Ｍビットのアブソリュート
信号から、Ｚnに対応する１回転アブソリュート値の代
表値を出力するデコーダ回路と、（３）デコーダ回路の
出力とＺn信号から、１回転アブソリュートデータの零
値に対応するＺ0信号を選択するＺ0信号発生回路と、
（４）上記代表値とＡ，Ｂ，Ｚn信号を入力し、１回転
内の絶対位置を出力する１回転アブソリュートカウンタ
と、（５）Ｍビットのアブソリュート信号のうち上位２
ビットを用いてモータの１回転以上の正逆方向の回転回
数を計数する多回転カウンタ１と、（６）多回転カウン
タ１の出力と上記１回転アブソリュートカウンタからの
キャリーボロー信号を入力し、１回転アブソリュートカ
ウンタの上位データを検出する多回転カウンタ２と、
（７）主電源オフ時に上記多回転カウンタ１と原信号出
力部のＭビットのうち回転回数の正逆を判定するための
上位２ビットのアブソリュート信号を検出動作させるバ
ックアップ回路と、（８）１回転アブソリュートカウン
タと多回転カウンタ２からのパラレルデータをシリアル
データに変換し出力する変換回路と、（９）Ａ，Ｂ，Ｚ
n信号とＺnに対応する１回転アブソリュート値の代表値
を入力し、インクリメンタル信号を計数するアップ，ダ
ウン信号と、電源オン後の最初のＺn信号よりカウント
切替信号を検出して、代表値のプリセット動作とアッ
プ，ダウン信号のカウンタ動作を上記カウント切替信号
で切替える１回転アブソリュートカウンタ、およびカウ
ンタ切替信号をエンコーダ信号処理ステータスとして変
換回路を介して外部へ知らせる機能と、（10）デコーダ
回路出力の代表値と１回転アブソリュートカウンタの出
力とをＺn信号毎に比較する比較回路、および比較結果
をエンコーダ信号処理ステータスとして変換回路を介し
て外部へ知らせる機能を備えた構成を有している。
に本発明の多回転式アブソリュートエンコーダは、
（１）互いに９０度位相差を有するＡ，Ｂ２相のインク
リメンタル信号と、少なくともＮ個以上の（Ｎ＝（エン
コーダが取り付けられているモータの極数ＰM）×（モ
ータ相数ＰH））基準信号Ｚnと、Ｚnの順序を判別する
Ｍビットのアブソリュート信号の計３種類の信号を出力
する原信号出力部と、（２）Ｍビットのアブソリュート
信号から、Ｚnに対応する１回転アブソリュート値の代
表値を出力するデコーダ回路と、（３）デコーダ回路の
出力とＺn信号から、１回転アブソリュートデータの零
値に対応するＺ0信号を選択するＺ0信号発生回路と、
（４）上記代表値とＡ，Ｂ，Ｚn信号を入力し、１回転
内の絶対位置を出力する１回転アブソリュートカウンタ
と、（５）Ｍビットのアブソリュート信号のうち上位２
ビットを用いてモータの１回転以上の正逆方向の回転回
数を計数する多回転カウンタ１と、（６）多回転カウン
タ１の出力と上記１回転アブソリュートカウンタからの
キャリーボロー信号を入力し、１回転アブソリュートカ
ウンタの上位データを検出する多回転カウンタ２と、
（７）主電源オフ時に上記多回転カウンタ１と原信号出
力部のＭビットのうち回転回数の正逆を判定するための
上位２ビットのアブソリュート信号を検出動作させるバ
ックアップ回路と、（８）１回転アブソリュートカウン
タと多回転カウンタ２からのパラレルデータをシリアル
データに変換し出力する変換回路と、（９）Ａ，Ｂ，Ｚ
n信号とＺnに対応する１回転アブソリュート値の代表値
を入力し、インクリメンタル信号を計数するアップ，ダ
ウン信号と、電源オン後の最初のＺn信号よりカウント
切替信号を検出して、代表値のプリセット動作とアッ
プ，ダウン信号のカウンタ動作を上記カウント切替信号
で切替える１回転アブソリュートカウンタ、およびカウ
ンタ切替信号をエンコーダ信号処理ステータスとして変
換回路を介して外部へ知らせる機能と、（10）デコーダ
回路出力の代表値と１回転アブソリュートカウンタの出
力とをＺn信号毎に比較する比較回路、および比較結果
をエンコーダ信号処理ステータスとして変換回路を介し
て外部へ知らせる機能を備えた構成を有している。
【００１２】
【作用】この構成によって、従来の多回転式アブソリュ
ートエンコーダより１回転内のアブソリュート信号のビ
ット数を少なくすることができるので、検出部と電気回
路部を小さくすることができ、小型でコンパクトな多回
転式アブソリュートエンコーダを得ることができる。
ートエンコーダより１回転内のアブソリュート信号のビ
ット数を少なくすることができるので、検出部と電気回
路部を小さくすることができ、小型でコンパクトな多回
転式アブソリュートエンコーダを得ることができる。
【００１３】また、カウンタ動作の比較機能を有するこ
とにより、外部ノイズなどに対する誤動作の信頼性・安
全性向上を計ることができる。
とにより、外部ノイズなどに対する誤動作の信頼性・安
全性向上を計ることができる。
【００１４】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施例の機能ブロック図
である。図１において１１は原信号出力部、１２はデコ
ーダ回路、１３はＺ0信号発生回路、１４は１回転アブ
ソリュートカウンタ、１５は多回転カウンタ１、１６は
多回転カウンタ２、１７はバックアップ回路、１８は変
換回路、１９は比較回路である。
である。図１において１１は原信号出力部、１２はデコ
ーダ回路、１３はＺ0信号発生回路、１４は１回転アブ
ソリュートカウンタ、１５は多回転カウンタ１、１６は
多回転カウンタ２、１７はバックアップ回路、１８は変
換回路、１９は比較回路である。
【００１６】図２に原信号出力部１１の構成を示す。こ
こで２１は発光素子、２２は回転スリット板、２３は受
光素子、２４は波形整形回路である。本実施例では３相
８極のＡＣサーボモータ用にＺnの数を２４個にし、ま
た一回転アブソリュートデータを２０４８パルスの場合
を示す。
こで２１は発光素子、２２は回転スリット板、２３は受
光素子、２４は波形整形回路である。本実施例では３相
８極のＡＣサーボモータ用にＺnの数を２４個にし、ま
た一回転アブソリュートデータを２０４８パルスの場合
を示す。
【００１７】図３に回転スリット板２２の回転に合わせ
て検出される信号を示す。ここでＡ，Ｂ信号は互いに９
０度の位相差を有する信号であり１回転中２０４８パル
ス発生するインクリメンタル信号、Ｚn信号はＡ，Ｂ相
と同期し１回転中に２４個発生する信号、そして５ビッ
トのアブソリュート信号がある。
て検出される信号を示す。ここでＡ，Ｂ信号は互いに９
０度の位相差を有する信号であり１回転中２０４８パル
ス発生するインクリメンタル信号、Ｚn信号はＡ，Ｂ相
と同期し１回転中に２４個発生する信号、そして５ビッ
トのアブソリュート信号がある。
【００１８】図４に起動時に出力する１回転アブソリュ
ートデータの動きを示す。代表値は上記５ビットのアブ
ソリュート信号とデコーダ回路１２より出力される。
ートデータの動きを示す。代表値は上記５ビットのアブ
ソリュート信号とデコーダ回路１２より出力される。
【００１９】図５は１回転アブソリュートカウンタ１４
の構成を示す図であり、インクリメンタル信号Ａ，Ｂ信
号の位相によりＡ相がＢ相より位相が進んでいるときは
アップパルスを、その逆にＡ相がＢ相より位相が遅れて
いるときはダウンパルスを発生する方向弁別回路５１
と、主電源電圧のオン・オフ状態を監視する主電源電圧
監視回路５２と、主電源電圧監視回路５２の出力とＡ，
Ｚn信号により電源オン後の最初のＺn信号からカウント
切替信号を検出する動作切替え回路５３と、プリセット
可能なアップダウンカウンタ５４とで構成している。ア
ップダウンカウンタ５４はインクリメンタル信号の１回
転の分解能が２０４８であることから１１ビット必要と
なる。
の構成を示す図であり、インクリメンタル信号Ａ，Ｂ信
号の位相によりＡ相がＢ相より位相が進んでいるときは
アップパルスを、その逆にＡ相がＢ相より位相が遅れて
いるときはダウンパルスを発生する方向弁別回路５１
と、主電源電圧のオン・オフ状態を監視する主電源電圧
監視回路５２と、主電源電圧監視回路５２の出力とＡ，
Ｚn信号により電源オン後の最初のＺn信号からカウント
切替信号を検出する動作切替え回路５３と、プリセット
可能なアップダウンカウンタ５４とで構成している。ア
ップダウンカウンタ５４はインクリメンタル信号の１回
転の分解能が２０４８であることから１１ビット必要と
なる。
【００２０】図６に電源オン・オフ時の１回転アブソリ
ュートカウンタの動作タイミング図を示す。
ュートカウンタの動作タイミング図を示す。
【００２１】図７に１回転アブソリュートの代表値デー
タと１回転アブソリュートカウンタとを比較する比較回
路１９の動作説明図を示す。
タと１回転アブソリュートカウンタとを比較する比較回
路１９の動作説明図を示す。
【００２２】Ｚ0信号発生回路１３は、デコーダ回路１
２から出力される代表値データとＮ個の基準信号Ｚnよ
り、Ｚnの中から１回転アブソリュートデータの零値に
対応する信号を検出している。
２から出力される代表値データとＮ個の基準信号Ｚnよ
り、Ｚnの中から１回転アブソリュートデータの零値に
対応する信号を検出している。
【００２３】以下、上記構成の多回転アブソリュートエ
ンコーダについてその動作を説明する。
ンコーダについてその動作を説明する。
【００２４】まず、主電源が投入された直後、エンコー
ダが図４のＡ点に位置していたとすると、原信号出力部
１１から出力する５ビットのアブソリュート信号とデコ
ーダ回路１２により１回転中の２４分の１の領域を判断
し、その領域に応じた１回転アブソリュートの代表値を
１回転アブソリュートカウンタ１４に出力する。このと
き、１回転アブソリュートカウンタ１４内のアップダウ
ンカウンタ５４の動作モードは動作切替え回路５３によ
ってプリセット動作であり、上記代表値をそのまま１回
転アブソリュートデータとする。
ダが図４のＡ点に位置していたとすると、原信号出力部
１１から出力する５ビットのアブソリュート信号とデコ
ーダ回路１２により１回転中の２４分の１の領域を判断
し、その領域に応じた１回転アブソリュートの代表値を
１回転アブソリュートカウンタ１４に出力する。このと
き、１回転アブソリュートカウンタ１４内のアップダウ
ンカウンタ５４の動作モードは動作切替え回路５３によ
ってプリセット動作であり、上記代表値をそのまま１回
転アブソリュートデータとする。
【００２５】また、バックアップ回路１７にて検出およ
び保持している多回転カウンタ１の値は動作切替え回路
５３により多回転カウンタ２へプリセットされ、この多
回転カウンタ２の値すなわち多回転カウントデータと上
記１回転アブソリュートデータとを合わせ変換回路１８
でシリアル変換してＡＣサーボモータを駆動するドライ
バシステムにデータを転送する。
び保持している多回転カウンタ１の値は動作切替え回路
５３により多回転カウンタ２へプリセットされ、この多
回転カウンタ２の値すなわち多回転カウントデータと上
記１回転アブソリュートデータとを合わせ変換回路１８
でシリアル変換してＡＣサーボモータを駆動するドライ
バシステムにデータを転送する。
【００２６】ドライバシステムでは１回転アブソリュー
トデータから正弦波ＲＯＭテーブルによってＡＣサーボ
モータの通電相切り替えのためのコミュテーション信号
を作りモータの回転を開始する。この時は１回転アブソ
リュートデータは代表値のみで一定であることから、ド
ライバシステム側ではコミュテーション信号が正弦波状
に変化せず一定値となるので結果的に矩形波ドライブで
駆動することになる。
トデータから正弦波ＲＯＭテーブルによってＡＣサーボ
モータの通電相切り替えのためのコミュテーション信号
を作りモータの回転を開始する。この時は１回転アブソ
リュートデータは代表値のみで一定であることから、ド
ライバシステム側ではコミュテーション信号が正弦波状
に変化せず一定値となるので結果的に矩形波ドライブで
駆動することになる。
【００２７】モータが駆動され上記Ａ点からＣＷ方向に
回転し、Ｚnの位置であるＢ点に位置が変化すると、動
作切替え回路５３によりＺnが検出され、アップダウン
カウンタ５４の動作モードがプリセット動作からカウン
ト動作に替わり、アップ，ダウンパルスはアップダウン
カウンタ５４にてカウントされる。これにより１回転ア
ブソリュートカウンタの値は今までの代表値から代表値
にインクリメンタル信号を計数した値を加算した値とな
る。
回転し、Ｚnの位置であるＢ点に位置が変化すると、動
作切替え回路５３によりＺnが検出され、アップダウン
カウンタ５４の動作モードがプリセット動作からカウン
ト動作に替わり、アップ，ダウンパルスはアップダウン
カウンタ５４にてカウントされる。これにより１回転ア
ブソリュートカウンタの値は今までの代表値から代表値
にインクリメンタル信号を計数した値を加算した値とな
る。
【００２８】ここで、Ｚnが検出されるまでのインクリ
メンタル信号Ａ，Ｂ相の位相関係により方向弁別回路５
１で検出したアップ，ダウンパルスは、アップダウンカ
ウンタ５４がプリセット動作のため無効となる。図６に
動作タイミングを示す。
メンタル信号Ａ，Ｂ相の位相関係により方向弁別回路５
１で検出したアップ，ダウンパルスは、アップダウンカ
ウンタ５４がプリセット動作のため無効となる。図６に
動作タイミングを示す。
【００２９】また、Ｚnの検出により多回転カウンタ２
の動作モードも同様に切替り、多回転カウンタ１のデー
タをプリセットする動作から１回転アブソリュートカウ
ンタのキャリーボロー信号でのカウント動作に替わる。
の動作モードも同様に切替り、多回転カウンタ１のデー
タをプリセットする動作から１回転アブソリュートカウ
ンタのキャリーボロー信号でのカウント動作に替わる。
【００３０】これ以降、１回転アブソリュートデータは
Ａ，Ｂ相の変化により更新される。検出された１回転ア
ブソリュートデータは、上記と同様に多回転カウンタ２
の値と合わせ変換回路１８を介してドライバシステムに
データ転送する。この時は、１回転アブソリュートデー
タは２０４８分の１の分解能で変化するのでドライバシ
ステム側ではコミュテーション信号を正弦波状に変化で
きるのでモータは正弦波ドライブで駆動することにな
る。
Ａ，Ｂ相の変化により更新される。検出された１回転ア
ブソリュートデータは、上記と同様に多回転カウンタ２
の値と合わせ変換回路１８を介してドライバシステムに
データ転送する。この時は、１回転アブソリュートデー
タは２０４８分の１の分解能で変化するのでドライバシ
ステム側ではコミュテーション信号を正弦波状に変化で
きるのでモータは正弦波ドライブで駆動することにな
る。
【００３１】一方、モータが上記Ａ点からＣＣＷ方向に
回転し代表値切り替わり点であるＣ点を通過すると、１
回転アブソリュートカウンタ１４内のＡ点の代表値は隣
のｎ−１番目の代表値に更新され、上記と同様にして多
回転カウンタ２の値と合わせ変換回路１８でシリアル変
換してＡＣサーボモータを駆動するドライバシステムに
データを転送する。さらに、Ｃ点を通過しＺn-1の位置
であるＤ点へ位置が変化すると、先のＢ点と同様に、今
まで代表値としての１回転アブソリュートデータに加え
インクリメンタル信号で計数する値を加算するモードに
し、これ以降このモードで１回転アブソリュートデータ
はＡ，Ｂ相の変化により更新される。検出された１回転
アブソリュートデータは、上記と同様に処理されドライ
バシステムにデータ転送される。
回転し代表値切り替わり点であるＣ点を通過すると、１
回転アブソリュートカウンタ１４内のＡ点の代表値は隣
のｎ−１番目の代表値に更新され、上記と同様にして多
回転カウンタ２の値と合わせ変換回路１８でシリアル変
換してＡＣサーボモータを駆動するドライバシステムに
データを転送する。さらに、Ｃ点を通過しＺn-1の位置
であるＤ点へ位置が変化すると、先のＢ点と同様に、今
まで代表値としての１回転アブソリュートデータに加え
インクリメンタル信号で計数する値を加算するモードに
し、これ以降このモードで１回転アブソリュートデータ
はＡ，Ｂ相の変化により更新される。検出された１回転
アブソリュートデータは、上記と同様に処理されドライ
バシステムにデータ転送される。
【００３２】以上のように本発明の１回転アブソリュー
トカウンタ、多回転カウンタ２は、電源オン後、最初の
Ｚnを検出するまでは、データプリセット動作をし、Ｚn
検出後は、カウント動作をする構成になっている。ま
た、この動作切替えは、カウント切替え信号をエンコー
ダ信号処理ステータスとして、変換回路１８を介して外
部システムへ情報転送される。
トカウンタ、多回転カウンタ２は、電源オン後、最初の
Ｚnを検出するまでは、データプリセット動作をし、Ｚn
検出後は、カウント動作をする構成になっている。ま
た、この動作切替えは、カウント切替え信号をエンコー
ダ信号処理ステータスとして、変換回路１８を介して外
部システムへ情報転送される。
【００３３】次に、比較回路１９の動作について図７を
用いて説明する。比較回路１９は、原信号出力部１１の
５ビットのアブソリュート信号をデコーダ回路１２で処
理した代表値と、１回転アブソリュートカウンタ１４の
値とを比較し、１回転アブソリュートカウンタ１４のカ
ウント誤動作を検出するものである。
用いて説明する。比較回路１９は、原信号出力部１１の
５ビットのアブソリュート信号をデコーダ回路１２で処
理した代表値と、１回転アブソリュートカウンタ１４の
値とを比較し、１回転アブソリュートカウンタ１４のカ
ウント誤動作を検出するものである。
【００３４】本発明では、図７に示すように比較結果は
Ｚn毎に検出しており、比較結果はエンコーダ信号処理
ステータスとして変換回路１８を介して外部システムへ
情報転送される。
Ｚn毎に検出しており、比較結果はエンコーダ信号処理
ステータスとして変換回路１８を介して外部システムへ
情報転送される。
【００３５】以上のように、検出したＺ相の代表値に２
０４８分の１の分解能を持つインクリメンタル信号の計
数を加える構成にすることにより、１回転内のアブソリ
ュート信号の数は少ないが絶対位置検出は高分解能であ
るコンパクトな多回転式アブソリュートエンコーダが実
現できる。
０４８分の１の分解能を持つインクリメンタル信号の計
数を加える構成にすることにより、１回転内のアブソリ
ュート信号の数は少ないが絶対位置検出は高分解能であ
るコンパクトな多回転式アブソリュートエンコーダが実
現できる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明は、１回転アブソリ
ュートの分解能を高める場合にはインクリメンタル信号
の分解能を上げるだけで高分解能のアブソリュート検出
ができる。これによりコンパクト化でき、しかも従来の
アブソリュート対応のドライバが使用可能な多回転式ア
ブソリュートエンコーダを実現できるものである。
ュートの分解能を高める場合にはインクリメンタル信号
の分解能を上げるだけで高分解能のアブソリュート検出
ができる。これによりコンパクト化でき、しかも従来の
アブソリュート対応のドライバが使用可能な多回転式ア
ブソリュートエンコーダを実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例における多回転式アブソリュ
ートエンコーダの構成図
ートエンコーダの構成図
【図２】本発明の一実施例における原信号出力部の構成
図
図
【図３】本発明の一実施例における多回転式アブソリュ
ートエンコーダの検出信号のタイミング図
ートエンコーダの検出信号のタイミング図
【図４】本発明の一実施例における主電源投入時の１回
転アブソリュートエンコーダの動作説明図
転アブソリュートエンコーダの動作説明図
【図５】本発明の一実施例における１回転アブソリュー
トカウンタの構成図
トカウンタの構成図
【図６】本発明の一実施例におけるカウント動作のタイ
ミング図
ミング図
【図７】本発明の一実施例における比較回路の動作説明
図
図
【図８】従来のインクリメンタル式エンコーダの出力タ
イミング図
イミング図
【図９】従来の多回転式アブソリュートエンコーダのブ
ロック図
ロック図
１１ 原信号出力部 １２ デコーダ回路 １３ Ｚ0信号発生回路 １４ １回転アブソリュートカウンタ １５ 多回転カウンタ１ １６ 多回転カウンタ２ １７，９４ バックアップ回路 １８，９５ 変換回路 １９ 比較回路 ２１ 発光素子 ２２ 回転スリット板 ２３ 受光素子 ２４ 波形整形回路 ５１ 方向弁別回路 ５２ 主電源電圧監視回路 ５３ 動作切替え回路 ５４ アップダウンカウンタ ９１ インクリメンタル信号出力部 ９２ アブソリュート信号出力部 ９３ 多回転カウンタ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−357413（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−279817（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−287014（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−305317（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 7/00 - 7/34 G01B 11/00 - 11/30 G01P 1/00 - 3/80
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに９０度位相差を有するＡ，Ｂ２相
のインクリメンタル信号と、少なくともＮ個以上の（Ｎ
＝（エンコーダが取り付けられているモータの極数Ｐ
Ｍ）×（モータ相数ＰＨ））基準信号Ｚｎと、Ｚｎの順
序を判別するＭビットのアブソリュート信号の計３種類
の信号を、基準信号Ｚｎの変化点とＭビットのアブソリ
ュート信号の変化点が異なる状態で出力する原信号出力
部と、 Ｍビットのアブソリュート信号から、基準信号Ｚｎに対
応する１回転アブソリュート値の代表値を出力するデコ
ーダ回路と、 デコーダ回路の出力とＺｎ信号から、１回転アブソリュ
ートデータの零値に対応するＺｏ信号を選択するＺｏ信
号発生回路と、前記デコーダ回路が出力する 代表値とＡ，Ｂ，Ｚｎ信号
を入力し、１回転内の絶対位置を出力する１回転アブソ
リュートカウンタと、 Ｍビットのアブソリュート信号のうち上位２ビットを用
いてモータの１回転以上の正逆方向の回転回数を計数す
る多回転カウンタ１と、 多回転カウンタ１の出力と前記１回転アブソリュートカ
ウンタからのキャリーボロー信号を入力し、電源オン後
の最初のＺｎ信号をまだ検出していない状態のときは上
記多回転カウンタ１の出力をそのまま多回転データとし
て出力するプリセット動作と、電源オン後の最初のＺｎ
信号をすでに検出した状態のときは前記プリセット動作
した多回転カウンタ１の値に前記１回転アブソリュート
カウンタからのキャリー，ボロー信号に応じて＋１，−
１を積算した値を多回転データとして出力するカウント
動作を行うことで１回転アブソリュートカウンタの上位
データとなる多回転データを出力する多回転カウンタ２
と、 主電源オフ時に前記多回転カウンタ１と原信号出力部の
Ｍビットのうち回転回数の正逆を判定するための上位２
ビットのアブソリュート信号を検出動作させるバックア
ップ回路と、 １回転アブソリュートカウンタと多回転カウンタ２から
のパラレルデータをシリアルデータに変換し出力する変
換回路とを備えた多回転式アブソリュートエンコーダ。 - 【請求項２】 Ａ，Ｂ，Ｚｎ信号とＺｎに対応する１回
転アブソリュート値の代表値を入力し、インクリメンタ
ル信号を計数するアップ，ダウン信号と、電源オン後の
最初のＺｎ信号よりカウント切替信号を検出して、カウ
ント切替信号が電源オン後の最初のＺｎ信号をまだ検出
していない状態のときは前記代表値をそのまま１回転ア
ブソリュートデータとして出力する代表値のプリセット
動作と、カウント切替信号が電源オン後の最初のＺｎ信
号をすでに検出した状態のときは前記プリセット動作し
た代表値に上記アップ、ダウン信号に応じて＋１，−１
を積算した値を１回転アブソリュートデータとして出力
するカウント動作を前記カウント切替信号で切替える１
回転アブソリュートカウンタ、およびカウンタ切替信号
をエンコーダ信号処理ステータスとして変換回路を介し
て外部へ知らせる機能を備えた請求項１記載の多回転式
アブソリュートエンコーダ。 - 【請求項３】 デコーダ回路出力の代表値と１回転アブ
ソリュートカウンタの出力とをＺｎ信号毎に比較する比
較回路、および比較結果をエンコーダ信号処理ステータ
スとして変換回路を介して外部へ知らせる機能を備えた
請求項１記載の多回転式アブソリュートエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04237393A JP3326849B2 (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 多回転式アブソリュートエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04237393A JP3326849B2 (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 多回転式アブソリュートエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258098A JPH06258098A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3326849B2 true JP3326849B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=12634248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04237393A Expired - Fee Related JP3326849B2 (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 多回転式アブソリュートエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3326849B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29505426U1 (de) * | 1995-03-30 | 1996-05-15 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Drehrichtungserkennung und Plausibilitätsprüfung bei absoluten Winkellagemeßgebern mit insbesondere serieller Übertragung erfaßter Lageistwerte |
| CN101846531B (zh) * | 2010-05-28 | 2011-08-24 | 江苏斯沃特电气有限公司 | 多极复合式磁编码器 |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP04237393A patent/JP3326849B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06258098A (ja) | 1994-09-16 |
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