JP3679051B2 - 回転数検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は輪転印刷機の高精度同期制御、精密な位置決め装置、搬送装置や樹脂、金属などの延伸装置の高精度同調制御に用いられるもので、インクリメンタルエンコーダの回転数を高速運転中であっても高い信頼で高精度に検出することが可能な回転数検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の電動機の高精度な同期制御、工作機械などの精密な位置決めなどには電動機または回転体の回転位相を検出し、これをフィードバックとする制御がおこなわれている。そして、これらの回転位相の検出はアブソリュートエンコーダが広く使用されている。
【０００３】
アブソリュートエンコーダは図１５にその概要を示すように、被検出体である回転円板上に同心円状の複数のトラックを設け、該トラック上に回転位相を示す絶対位置情報を２進化コードで構成し、これを発光素子、受光素子などにより回転位相をＢ０からＢｎ−１のｎビットの２進化信号で検出するものである。このアブソリュートエンコーダは絶対回転位相を常時検出できる長所があるが、
１．位相検出の分解能を高くする為には回転円板上のトラックの数を多くする必要があり、高い分解能のものは実現が困難もしくは不可能である。
２．同じく位相検出の分解能を高くする程２進化信号線の本数が多くなり、長距離の上記信号の伝送を困難としている。
３．絶対位置を検出するとき位置情報の変化と同期して検出する必要があり、高速回転においてリアルタイムに検出することが困難もしくは不可能である。
などの困難がある。
【０００４】
また、回転位相を検出するためにアブソリュートエンコーダの他、図１６に示すインクリメンタルエンコーダが用いられる。
図１６はＺ相付きインクリメンタルエンコーダ（以下インクリメンタルエンコーダと称す）の概略を示すもので、被検出体である回転円板上に放射状に光学的なスリットを設け、これを発光素子、受光素子などにより回転運動に応じてパルス列を発生するＡ相、Ｂ相の信号と１回転に１個のパルスを発生するＺ相の信号を得るものである。
ここで、上記Ａ相とＢ相は電気角で９０°の位相差を有し正転／逆転の検出に用いるものである。また、図１６ではＡ相とＢ相の２つのパルス列出力の場合を示したが、回転方向を検出する必要がないときは例えばＡ相のみ１つのパルス列出力のエンコーダが使用される。
【０００５】
上記インクリメンタルエンコーダは、そのままでは絶対回転位相を検出できるものでないが、
１．高分解能のものが可能である。
２．検出出力の信号がＡ、Ｂ、Ｚ相と数が少なく長距離伝送に耐え得る。
３．位相の変化をシリアルなパルス列で検出するので、高速回転中であってもリアルタイムに回転位相を検出ができる。
４．出力信号がＡ相、Ｂ相、Ｚ相の矩形波信号のみで受信側のインターフェイスを簡単に構成でき、温度変化や経年変化の少ないインターフェイスが可能である。
５．アブソリュートエンコーダに比して一般的に安価である。
などの長所がある。
【０００６】
ここで、インクリメンタルエンコーダはそのままでは絶対回転位相を検出できないが、近年絶対回転位相の検出が考案されおり、その概要は図１７に示すもので、Ｐｍ、Ｐｓ１はそれぞれマスターセクションとスレーブセクションのインクリメンタルエンコーダ、Ｒｐは該インクリメンタルエンコーダから回転に応じて出力されるパルス列、Ｚｐは上記インクリメンタルエンコーダの１回転毎に出力されるＺ相信号である。
また、Ｃｍ１は上記Ｐｍから出力される上記パルス列Ｒｐをカウントし上記Ｚｐによりクリアされるマスター位相カウンターであり絶対回転位相Ｃｍを出力し、Ｃｓ１は該マスター位相カウンターＣｍ１と同様な機能を有するスレーブ位相カウンターであり絶対回転位相Ｃｓを出力する。かように上記位相カウンターＣｍ１とＣｓ１はそれぞれエンコーダの付属する電動機の絶対回転位相ＣｍとＣｓを検出する。
さらに図１７におけるＨｓ１は位相偏差演算器であり、次に示す（１）式により位相偏差Ｈｓを下記により演算する。
Ｈｓ＝Ｎｍａｘ×Ｃｏｖｆ＋Ｃｍ−Ｃｓ ・ ・ ・ ・ ・ （１）
該（１）式において、ＮｍａｘはインクリメンタルエンコーダＰｍ、Ｐｓ１の１回転当たりのパルス数、Ｃｏｖｆはマスター位相カウンターＣｍ１がクリアする毎に１ずつ加算され、スレーブ位相カウンターＣｓ１がクリアする毎に１ずつ減算される。そして、ＣｍとＣｓは前記のとおりそれぞれの絶対回転位相である。
【０００７】
ここで図１７において、スレーブセクションのインクリメンタルエンコーダＰｓ１が絶対回転位相Ｃｓがゼロで停止したままとすれば、上記（１）式は、
Ｈｓ＝Ｎｍａｘ×Ｃｏｖｆ‘＋Ｃｍ （２）
となり、該（２）式のＣｏｖｆ‘はマスター位相カウンターＣｍ１がクリアする回数、すなわちインクリメンタルエンコーダＰｍの回転数を表すことは明らかである。
【０００８】
前記図１７および（２）式を時間とともに変化する状態を図示すれば図１８の如くなる。
図１８において、（ａ）はマスター位相カウンターＣｍ１の出力Ｃｍの時間的な遷移、（ｂ）はＣｏｖｆ’の前記（２）式におけるインクリメンタルエンコーダの回転数の遷移、（ｃ）のＲｐと（ｄ）のＺｐはそれぞれ図１７に付す同じ記号を付す信号の状態を示し、（ｅ）と（ｆ）は前記（ｃ）と（ｄ）を時間軸を拡大し図示するものである。
前記図１８において、マスター位相カウンターの出力Ｃｍはインクリメンタルエンコーダの出力Ｒｐを常時カウントし、そして例えば図示する時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３においてＺｐがＨｉとなることによりクリアされ、これによりＣｏｖｆ’は１ずつカウントアップし回転数を計数することとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、産業用電気機器が使用される環境において、電源供給系統の電源変動や瞬時停電による障害、あるいは照明、インバータ機器などの負荷の増大によりノイズの発生が避けられない。
かかる状況において、近年、ノイズ対策に考慮がなされているとは言え、エンコーダを用いる場合でも信号線にノイズが進入することが避けられない。
この様子を、インクリメンタルエンコーダを用いることによって、ノイズの進入による影響を図１９により説明する。
図１９において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ図１８で付したものと同じ信号を表し説明を割愛する。
図１９（ｄ）のＺ相信号Ｚｐにおいて、時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２にてノイズが侵入したとすれば、マスター位相カウンターの出力Ｃｍはクリアされることとなる。これにより、図１９（ｂ）で示すＣｏｖｆ’は時刻ｔｎｚ１において２、時刻ｔｎｚ２において４とカウントアップされ、時刻ｔ３においては６にカウントアップされることとなり、通常の動作を図示する図１８の同時刻ｔ３のＣｏｖｆ’＝４と比して相違が発生し正しい回転数を検出できないこととなる。
また、前述したように、従来は位相カウンターの出力がクリアすることによりＣｏｖｆが計数されており、かようなノイズなどの異種信号の混入に対する処理はなされていなかった。
【００１０】
本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、インクリメンタルエンコーダを使用する場合において、ノイズが侵入した場合であっても該エンコーダもしくはエンコーダが付属する回転体の回転数を正しく検出する手段を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
つまり、その目的を達成するための手段は、
１．請求項１において、
電動機もしくは回転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カウンターを備える回転数検出装置であり、
上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットするものであって、
前記回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出力を現在値としてラッチする第１の現在値ラッチゲート部と、該第１の現在値ラッチゲート部の出力を前回値としてラッチする第２の前回値ラッチゲート部を備え、
上記第２の前回値ラッチゲート部の出力と上記第１の現在値ラッチゲート部の出力の偏差を検出する位相偏差検出器と、上記リセット検出カウンターの出力の最大値の１／２の値を有するリセット設定器を備え、
該リセット設定器の出力と上記位相偏差検出器の出力を比較するリセット検出器を備え、
該リセット検出器は上記リセット設定器の出力が上記位相偏差検出器の出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とし、それ以外は１回転としない回転数判別手段を備え、
該回転数判別手段によりインクリメンタルエンコーダが回転したときのリセット検出器の出力をカウントする回転数検出器と、該回転数検出器の出力及び前記第１の現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処理装置を備えることを特徴とする回転数検出装置である。
【００１２】
２．請求項２において、
電動機もしくは回転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カウンターを備える回転数検出装置であり、
上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットするものであって、
前記回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出力を現在値としてラッチする現在値ラッチゲート部と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処理装置（マイクロプロセッサ）を備え、
該中央演算処理装置は、メモリに接続されているものであって、上記現在値ラッチゲート部からの入力をメモリ内の現在回転位相レジスタに格納するとともに、該現在回転位相レジスタの内容を同じメモリ内の前回回転位相レジスタに格納することにより前回回転位相を記憶する記憶手段を備え、
上記前回回転位相レジスタと上記現在回転位相レジスタの偏差を演算した後格納する位相偏差レジスタと、上記リセット検出カウンターの出力の最大値の１／２の値を有するリセット設定レジスタと、上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの回転数をカウントする回転数レジスタを備え、
上記中央演算処理装置は、該リセット設定レジスタの出力と上記位相偏差レジスタの出力を比較することにより、上記リセット設定レジスタの出力が上記位相偏差レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とし上記回転数レジスタをカウントするカウント手段を備え、
上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数レジスタの値を変更しない判定手段を備えたことを特徴とする回転数検出装置である。
【００１３】
３．請求項３において、
電動機もしくは回転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カウンターを備える回転数検出装置であり、
上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットするものであって、
該回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出力を現在値としてラッチする現在値ラッチゲート部と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処理装置を備え、
該中央演算処理装置は、上記現在値ラッチゲート部からの入力を現在回転位相レジスタに格納するとともに、該現在回転位相レジスタの内容を前回回転位相レジスタに格納することにより前回回転位相を記憶する記憶手段を備え、
上記中央演算処理装置は、上記前回回転位相レジスタと上記現在回転位相レジスタの偏差を演算した後格納する位相偏差レジスタと、上記リセット検出カウンターの出力の最大値の１／２以上で該最大値未満の値を有するリセット設定レジスタと、上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの回転数をカウントする回転数レジスタと、前記位相偏差レジスタの出力のリセット値を積算するリセット積算レジスタを備え、上記リセット設定レジスタの出力と上記位相偏差レジスタの出力を比較することにより、上記リセット設定レジスタの出力が上記位相偏差レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転として上記回転数レジスタをカウントするカウント手段を備え、
上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき、上記位相偏差レジスタの出力をリセット積算レジスタに積算し、上記リセット設定レジスタの出力が上記リセット積算レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転として上記回転数レジスタをカウントし、上記リセット積算レジスタの出力が上記リセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数レジスタの値を変更しない判定手段を備えたことを特徴とする回転数検出装置である。
【００１４】
４．請求項４において、
電動機もしくは回転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カウンターを備える回転数検出装置であり、
上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットするものであって、
該回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出力を現在値としてラッチする現在値ラッチゲート部と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処理装置を備え、
該中央演算処理装置は、上記現在値ラッチゲートからの入力を現在回転位相レジスタに格納するとともに、該現在回転位相レジスタの内容を前回回転位相レジスタに格納することにより前回回転位相を記憶する記憶手段を備え、
上記中央演算処理装置は、上記前回回転位相レジスタと上記現在回転位相レジスタの偏差を演算した後格納する位相偏差レジスタとリセット設定レジスタと通信インターフェイスを備え、
該リセット設定レジスタは、外部入力装置から上記通信インターフェイスを介して上記リセット検出カウンターの出力の最大値の１／２以上で該最大値未満の値を任意に設定できるものであって、
上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの回転数をカウントする回転数レジスタと、前記位相偏差レジスタの出力のリセット値を積算するリセット積算レジスタを備え、
上記中央演算処理装置は、上記リセット設定レジスタの出力と上記位相偏差レジスタの出力を比較することにより、上記リセット設定レジスタの出力が上記位相偏差レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とし上記回転数レジスタをカウントするカウント手段を備え、
上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき、上記位相偏差レジスタの出力をリセット積算レジスタに積算し、上記リセット設定レジスタの出力が上記リセット積算レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転として上記回転数レジスタをカウントし、上記リセット積算レジスタの出力が上記リセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数レジスタの値を変更しない判定手段を備えたことを特徴とする回転数検出装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の請求項１記載の第１の実施例を示す回転数検出装置の構成図であり、図２は図１の動作を説明する図、図３と図４は図１の実施例により得られる効果を説明する説明図である。
【００１６】
図１において、１はインクリメンタルエンコーダであり、該インクリメンタルエンコーダ１の出力Ａ相、Ｂ相、Ｚ相の信号は回転数検出装置２に接続される。
【００１７】
回転数検出装置２において、３ａ、３ｂ、３ｃはＤフリップフロップ、４は×１倍、×２倍または×４倍に逓倍するものであるが、以下の説明を容易にする為に仮に×２倍の逓倍器とし、５はリセット検出カウンターである。ここで、本実施例では該リセット検出カウンター５は、ＣＫに入力されるパルスの立ち上がりエッジでカウントし、ＲＥＳＥＴに入力されるパルスのＨｉレベルでカウント値がクリアするものとしている。
インクリメンタルエンコーダ１からのＡ相、Ｂ相信号は、Ｄフリップフロップ３ａ、３ｂで後述するタイミングで波形整形した後、逓倍器４で所定の周波数に変換されリセット検出カウンター５のＣＫに入力され、インクリメンタルエンコーダの出力するＡ相、Ｂ相のパルス列をカウントする。一方、インクリメンタルエンコーダ１からのＺ相信号はＤフリップフロップ３ｃで後述するタイミングで波形整形した後、リセット検出カウンター５のＲＥＳＥＴに入力され該リセット検出カウンター５をクリアするものである。
【００１８】
次に図１において、６ａは現在値ラッチゲート部、６ｂは前回値ラッチゲート部であり、共にＤ０、Ｄ１〜Ｄｍ−１のｍビットをデータ入力としＣＫ入力の立ち下がりでデータ入力をラッチし、Ｑ０、Ｑ１〜Ｑｍ−１に出力するものである。
ここで、該現在値ラッチゲート部６ａの出力は前回値ラッチゲート部６ｂの入力に接続されており、第１の前回値ラッチゲート部６ｂのＣＫに信号が入力され現在値ラッチゲート部の出力を保持し、後述する遅れの後、現在値ラッチゲート部６ａのＣＫに信号が入力されリセット検出カウンター５の現在値を保持する。
【００１９】
また図１において、７は減算器よりなる位相偏差検出器、８はリセット設定器、９はコンパレータからなるリセット検出器、１０はＤフリップフロップ、１１はカウンターによる回転数検出器である。
位相偏差検出器７の入力ＣＰ（Ｎ）とＣＰ(Ｎ−１)には、それぞれ上記現在値ラッチゲート部６ａの出力と上記前回値ラッチゲート部６ｂの出力が入力され、該位相偏差検出器７は、
ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ(Ｎ−１)−ＣＰ（Ｎ） (３)
を演算し出力する。そして、０＜ΔＣＰ（Ｎ）のときは上記リセット検出カウター５のＲＥＳＥＴ入力に信号が入力されカウント値がクリアされたことを示し、これは上記Ｄフリップフロップ３ｃにＨｉの入力があったことを示す。
次に、リセット検出カウンター５のカウントする最大値をＣｍａｘとすれば、リセット設定器８は
Ｃｒｅｆ＝Ｃｍａｘ／２（整数演算による） (４)
なる値Ｃｒｅｆを出力するもので、該リセット設定器８と上記位相偏差検出器７の出力ΔＣＰ（Ｎ）はリセット検出器９で比較し、
ΔＣＰ（Ｎ） ≦ Ｃｒｅｆ のときは０ (５)
Ｃｒｅｆ ＜ ΔＣＰ（Ｎ） のときは１ (６)
を該リセット検出器９は出力する。そして、上記(５)、(６)式の結果はＤフリップフロップ１１で後述するタイミングで安定化した後、カウンターからなる回転数検出器１１のＣＫに入力される。すなわち、該回転数検出器１１は上記(６)式が成立する回数をカウントするものである。
【００２０】
また、２１は発信器、２２ａはＤフリップフロップからなる分周器、２３ａ、２３ｂはＡＮＤゲートで、これらは回転数検出装置２のＡ相、Ｂ相、Ｚ相の入力信号と上記現在値ラッチゲート部６ａ、上記前回値ラッチゲート部６ｂおよびリセット検出器９間のタイミングを生成し、回転数検出器１１を正しく動作させるものでこれの概要は図２において説明を行う。
【００２１】
図２は動作説明図であり、上記回転数検出器１１が回転数検出にいたる動作を図１を参照して説明する。
図２において、（ａ）は発信器２１の出力波形、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）は回転数検出装置２のそれぞれＺ相、Ａ相、Ｂ相入力を示し、この出力は図１のＤフリップフロップ３ｃ、３ａ、３ｂにより発信器２１の出力周波数の例えば立ち上がりエッジに同期化され、（ｃ）、（ｆ）、（ｇ）に示す波形となり、次に図１の逓倍器４で×２倍の周波数に変換され、（ｈ）に示す逓倍器４の出力となる。そして、該（ｈ）の立ち上がりエッジをリセット検出カウンター５はカウントし、（ｉ）に示す如く、ＣＰ−１、ＣＰ、ＣＰ＋１と遷移し、やがては回転数検出装置２のＺ相入力（ｂ）にＨｉレベルが入力されることにより０にクリアされる。
【００２２】
図２（ｊ）は分周器２２ａの出力を示すもので、上記発信器２１の出力（ａ）を分周したものであって、該分周器２２ａの出力（ｊ）とＡＮＤゲート２３ａ、２３ｂの作用により、発信器２１の出力（ａ）はゲート２３ａの出力（ｋ）とゲート２３ｂの出力（ｌ）に分離される。該（ｋ）と（ｌ）において、図２中に示すゲート２３ａの出力の立ち下がりエッジ▲１▼、ゲート２３ｂの出力の立ち上がりエッジ▲２▼、立ち下がりエッジ▲３▼により以下の動作を行う。
上記▲１▼のタイミングにより、リセット検出カウンター５の出力（ｉ）は現在値ラッチゲート部６ａでラッチされ、現在値ラッチゲート部６ａの出力（ｍ）となり、ＣＰ−１、ＣＰ、ＣＰ＋１、０と遷移する。すなわち該（ｍ）はリセット検出カウンター５の現在値を保持する。また、上記▲３▼のタイミングにより（ｍ）はラッチゲート部６ｂでラッチされ、前回値ラッチゲート部６ｂの出力（ｎ）を生成する。ここで、図２の例えば時刻ｔ２において、（ｍ）に示す出力はＣＰ＋１であり、（ｎ）に示す出力はＣＰである。すなわち、前回値ラッチゲート部６ｂの出力（ｎ）はリセット検出カウンター５の前回値を保持するものである。
【００２３】
そして、上記（ｍ）と（ｎ）に示す値は位相偏差検出器７で常時、前記（３）式の演算がなされてリセット検出器９の入力となり、該リセット検出器９の出力は図２の（ｏ）に示すもので、前記（５）、（６）式により該（ｏ）は下記の値をとなる。
時刻ｔ１：
ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ−ＣＰ＝０となり前記（５）式により０
時刻ｔ２：
ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ−（ＣＰ＋１）＝−１となり前記（５）式により０
時刻ｔ３：
ΔＣＰ（Ｎ）＝（ＣＰ＋１）−０＝ＣＰ＋１となり、Ｃｒｅｆ＜ＣＰ＋１
とすれば、前記（６）式により１
該（ｏ）に示す出力は、図２の▲２▼の各々のタイミングでＤフリップフロップ１０により同期化され、回転数検出器１１のカウント入力となり、該１１の出力は（ｐ）に示すとおりとなる。
（ｐ）において、時刻ｔ１、ｔ２では回転数検出器１１の入力は０のままなのでカウント値ＣＲを保持し、時刻ｔ３では該回転数検出器１１の入力は１となるので出力はＣＲ＋１となる。
すなわち、回転数検出装置２のＺ相入力（ｂ）にＨｉ信号が入力され、前記（５）、（６）式の判定により回転数検出器１１はカウントされ、インクリメンタルエンコーダ、もしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を検出するに至る。
【００２４】
更に図３により、図１，図２の実施例による効果を説明する。
図３において、（ａ）は図１のリセット検出カウンター５の出力の時間的推移をグラフで示し、（ｐ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｂ）はそれぞれ図２に示す符号のそれと同じ信号である。ここで図３は図２に比して時間軸を縮小している。
図３（ａ）において、上記リセット検出カウンター５の出力する最大値をＣｍａｘとし、図１のリセット設定器８の設定値ＣｒｅｆをＣｍａｘ／２とし、図中に点線で示すものである。
【００２５】
また、図３の回転数検出装置２のＺ相入力（ｂ）において、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３にＺ相に正規のＨｉの入力がなされ、この時刻において（ｉ）に図示するようにリセット検出カウンター５の出力はクリアされる。次に、図１９の従来の実施例と同様に時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２において、予期せぬノイズが侵入したときもリセット検出カウンター５の出力はクリアされる。
【００２６】
そして、図３の（ｉ）ではリセット検出カウンター５の出力は次の如く遷移するとしている。
時刻ｔｎｚ１：Ｃｄ１から０へ、ここでＣｍａｘ／２ ＜ Ｃｄ１
時刻ｔ１： Ｃｄ２から０へ、ここでＣｄ２ ＜ Ｃｍａｘ／２
時刻ｔ２： Ｃｄ３から０へ、ここでＣｍａｘ／２ ＜ Ｃｄ３
以下、時刻ｔｎｚ２、ｔ３は図示のとおりである。
【００２７】
そして、図３の回転数検出器１１の出力（ｐ）は、図２において説明した経緯より、下記のとおりとなる。
時刻ｔｎｚ１：
ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ１−０＝Ｃｄ１
Ｃｍａｘ／２ ＜ Ｃｄ１より前記（６）式より回転数検出器１１の出力は＋１し２となる。
時刻ｔ１：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ２−０＝Ｃｄ２
Ｃｄ２ ＜ Ｃｍａｘ／２より前記（５）式より回転数検出器１１の出力は２のまま変わらず。
時刻ｔ２：
ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ３−０＝Ｃｄ３
Ｃｍａｘ／２ ＜ Ｃｄ３より前記（６）式より回転数検出器１１の出力は＋１し３となる。
上記に示す動作に準じて、時刻ｔｎｚ２においては回転数検出器１１は３で変化せず、時刻ｔ３においては＋１し４となる。これは、従来例の図１８、図１９と比較して明らかなように、ノイズが回転数検出装置２のＺ相入力に侵入した場合であっても、時刻ｔ２、ｔ３において正しい回転数が得られることとなる。
【００２８】
次に図４（ａ）、（ｂ）はＣｒｅｆを上記第（４）式とする理由を更に詳細に説明するものである。
はじめに、図４(a)はリセット設定器８の出力ＣｒｅｆがＣｍａｘ／２より大きいときの動作を示すもので、ここでは説明を容易にする為にＣｒｅｆを例えば３／４Ｃｍａｘとしている。
図４（ａ）において、偶発的に時刻ｔｎｚ１にノイズが回転数検出装置２のＺ相入力に侵入した場合を示している。そして、時刻ｔｎｚ１及びｔ２におけるＣｄ１とＣｄ２は共にＣｒｅｆより小さいので、回転数検出器１１の出力はＣＲ＝２のままで正しい回転数を得ることはできない。
すなわち、リセット設定器８の出力ＣｒｅｆがＣｍａｘ／２より大きいときは、図４（ａ）のＴ２の区間にノイズが侵入するときは正しい回転数が得られるが，Ｔ１の区間にノイズが侵入したとき正しい回転数を得ることはできない。
【００２９】
次に、図４（ｂ）はリセット設定器８の出力ＣｒｅｆがＣｍａｘ／２より小さいときの動作を示すもので、ここでは説明を容易にする為にＣｒｅｆを例えば１／４Ｃｍａｘとしている。該図４（ｂ）においても時刻ｔｎｚ１にノイズが回転数検出装置２のＺ相入力に侵入した場合を示しており、このときは時刻ｔｎｚ１及びｔ２におけるＣｄ１とＣｄ２は共にＣｒｅｆより大きいので、回転数検出器１１の出力はＣＲ＝２、３と多く進み正しい回転数を得ることはできない。
【００３０】
それ故、インクリメンタルエンコーダもしくは該エンコーダの付属する回転体の１回転に１つの侵入する予期せぬノイズの影響を排除する為に、Ｃｒｅｆを上記（４）式のとおりとするものである．次に該（４）式について更に説明する。図１において、インクリメンタルエンコーダ１の１回転当たりのパルス数をＰｍａｘとし，該Ｐｍａｘを説明を容易とする為、例えば２４００ＰＰＲとすれば逓倍器４で×２倍される。従って、リセット検出カウンター５の出力は０〜（２４００×２―１）＝４７９９の範囲で変化するものであり、この場合のＣｒｅｆは上記（４）式より整数演算にて下記のとおりとなる。
Ｃｒｅｆ＝（２４００×２―１）／２＝２３９９ （７）
従って、逓倍器４の逓倍比をＡ（Ａ＝１、２または４）とすれば上記（４）式は下記のとおりとなる。
Ｃｒｅｆ＝（Ｐｍａｘ×Ａ−１）／２（整数演算による） （８）
【００３１】
該Ｃｒｅｆが偶数であるとき、図３においてＣｄ１とＣｄ２が等しくなるのはインクリメンタルエンコーダ１の１回転の中間にノイズが侵入するときのみでこの確率は極めて低いものであり、通常は下記のとおりである。
Ｃｄ１＜Ｃｄ２ このときは Ｃｒｅｆ＜Ｃｄ２ （９）
Ｃｄ２＜Ｃｄ１ このときは Ｃｒｅｆ＜Ｃｄ１ （１０）
更に、（８）式による上記Ｃｒｅｆは通常は奇数であり、必ず上記（９）、（１０）式のどちらか一方となり、図１、図２、図３にて動作を説明した位相偏差検出器７、リセット設定器８、リセット検出器９、Ｄフリップフロップ１０と回転数検出器１１の作用により回転数を検出する。
【００３２】
かようにして、本発明では電磁障害、誘導障害などによりインクリメンタルエンコーダのＺ相信号に該エンコーダの１回転に１回の偶発的に侵入するノイズの障害を排除し、インクリメンタルエンコーダ、もしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を正しく検出せしめることを可能とするものである。これにより、インクリメンタルエンコーダを用いる場合において、高速に動作する回転体の回転数を高い信頼性で精度を損なうこと無く検出することを実現し、高精度の位置決めや同期制御を可能とした。
【００３３】
図５は本発明の請求項１記載の第２の実施例の回転数検出を示す構成図であり、図６は図５の動作を説明する図である。
【００３４】
以下、本発明の第２の実施例について説明する。
図５において、２２ａ、２２ｂ、２２ｃはＤフリップフロップ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ，２３ｄはＡＮＤゲートである。また、１は図１と同様インクリメンタルエンコーダであり、この他図１と同じ記号を付すものは該図１と同様の機能を有しこれらの説明は割愛する。
【００３５】
図５において前記図１と相違する箇所の説明を行う。
マイクロプロセッサ１２は、回転数検出器１１からインクリメンタルエンコーダもしくは、該エンコーダの付属する回転体の回転数を読み出すときは出力ポートＰをＨｉとしリード信号を出力する。該リード信号はＤフリップフロップ２２ａにより発信器２１が出力する周波数信号に同期化された後、更にＤフリップフロップ２２ｂ、２２ｃにより一定時間遅延され、次にＡＮＤゲート２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄの作用により、回転検出装置２のＡ相、Ｂ相、Ｚ相の入力信号と、現在値ラッチゲート部６ａ、前回値ラッチゲート部６ｂ及びリセット検出器９間のタイミングを生成し、回転数検出器１１を正しく動作せしめるものでこれの詳細は図６において更に説明を行う。
【００３６】
図６において、時刻ｔ（Ｎ）はマイクロプロセッサ１２が回転数検出器１１の出力をリードする現在時刻であり、時刻ｔ（Ｎ＋１）は次回のリードする時刻である。また、図５の（ａ）〜（ｉ）、および（ｍ）〜（ｐ）は図２の同じ記号を付すものと同様の信号であり説明は割愛する。ここで、（ｉ）においてＣＰ（Ｎ）は上記現在時刻ｔ（Ｎ）におけるリセット検出カウンター５の出力値である。また、回転数検出装置２のＺ相入力（ｂ）においてＨｉが入力されると、上記リセット検出カウンターの出力（ｉ）は図示するとおり０となる。
【００３７】
マイクロプロセッサ１２は回転数検出器１１の出力をリードするとき、現在時刻ｔ（Ｎ）に先立ち（ｑ）に示す如くＨｉ信号を出力ポートＰから出力する。該（ｑ）の信号はＤフリップフロップ２２ａで発信器２１が出力する周波数に同期化され、次にＤフリップフロップ２２ｂとＡＮＤゲート２３ａ、２３ｂにより遅延処理を行い（ｒ）に示す信号を生成する。また、上記Ｄフリップフロップ２２ｂの出力は、更にＤフリップフロップ２２ｃとＡＮＤゲート２３ｃ、２３ｄにより遅延処理を行い（ｓ）に示す信号を生成する。該（ｒ）と（ｓ）において、図６中に示すゲート２３ｂの出力（ｒ）の立ち下がりエッジ▲１▼、ゲート２３ｄの出力（ｓ）の立ち上がりエッジ▲２▼及び立ち下がりエッジ▲３▼は、図２の▲１▼、▲２▼、▲３▼と同様の機能を有すものである。
【００３８】
すなわち、現在時刻ｔ（Ｎ）に先立ち上記▲１▼のタイミングにて、リセット検出カウンター５の出力（ｉ）のＣＰ（Ｎ）は現在値ラッチゲート部６ａでラッチされ、該現在値ラッチゲート部６ａの出力は（ｍ）で示すとおり前回時刻のリード値ＣＰ（Ｎ−１）から現在値ＣＰ（Ｎ）となる。同様に次回時刻ｔ（Ｎ＋１）に先立つ▲１▼と同じタイミングで現在値ラッチゲート部６ａの出力は（ｍ）で示すとおり現在値ＣＰ（Ｎ）から０となる。すなわち、該（ｍ）はマイクロプロセッサ１２がリードするときのリセット検出カウンター５の現在値を保持する。
また、上記▲３▼のタイミングにより（ｍ）はラッチゲート部６ｂでラッチされ前回値ラッチゲート部６ｂの出力（ｎ）を生成する。
ここで、図６の時刻ｔ（Ｎ）において、（ｍ）に示す出力は現在値ＣＰ（Ｎ）であり（ｎ）に示す出力は前回時刻にリードされた前回値ＣＰ（Ｎ−１）である。すなわち、前回値ラッチゲート部６ｂの出力（ｎ）はリセット検出カウンター５の前回値を保持するものである。
【００３９】
そして、図６の（ｏ）、（ｐ）は図２と同様の動作を行うもので、回転数検出装置２のＺ相入力がＨｉになった後リードする次回時刻Ｔ（Ｎ＋１）において、回転数検出器１１の出力（ｐ）はＣＲからＣＲ＋１にカウントアップするもので、インクリメンタルエンコーダ、もしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を検出するに至る。
かようにして、本発明では電磁障害、誘導障害などによりインクリメンタルエンコーダのＺ相信号に該エンコーダの１回転に１回の偶発的に侵入するノイズの障害を排除し、インクリメンタルエンコーダ、もしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を正しく検出せしめることを可能とするものである。これにより、インクリメンタルエンコーダを用いる場合において、高速に動作する回転体の回転数を高い信頼性で精度を損なうこと無く検出することを実現し、高精度の位置決めや同期制御を可能とした。
【００４０】
図７は本発明の請求項２記載の一実施例の回転数検出を示す構成図であり、図８は図７の動作を説明する図である。
【００４１】
図７において、１２はマイクロプロセッサであり１３は該マイクロプロセッサ１２と接続されたメモリである。該メモリ１２には、前回回転位相レジスタ１３ａ、現在回転位相レジスタ１３ｂ、リセット設定レジスタ１３ｃ、位相偏差レジスタ１３ｄおよび回転数レジスタ１３ｅを内蔵する。そして、上記前回回転位相レジスタ１３ａはＣＰ（Ｎ−１）なる値を有し、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの各レジスタはそれぞれＣＰ（Ｎ）、Ｃｒｅｆ、ΔＣＰ（Ｎ）、ＣＲである値を有す。また、図７において示すインクリメンタルエンコーダ１など図１と同じ記号を付すものは該図１と同様の機能を有しこれらの説明は割愛する。
【００４２】
図７において、マイクロプロセッサ１２は毎スキャン毎に現在値ラッチゲートゲート部６ａの出力をリードし現在回転位相レジスタ１３ｂにＣＰ（Ｎ）として格納する。リセット設定レジスタ１３ｃのＣｒｅｆは前記（４）式、（８）式により定める値に設定するものである。
【００４３】
そして、マイクロプロセッサ１２は図８に示すフローの処理により回転数検出装置２のＺ相入力にインクリメンタルエンコーダの１回転に１回、偶発的に侵入するノイズを排除し正しい回転数を得るもので、図７を参照しつつ図８に示すマイクロプロセッサ１２の動作について以下に説明する。
ｆ１：ＣＰ（Ｎ−１）＝ＣＰ（Ｎ）とし、現在回転位相レジスタＣＰ（Ｎ）を前回回転位相レジスタＣＰ（Ｎ−１）にセーブし、ＣＰ（Ｎ）の更新に備える。
ｆ２：現在値ラッチゲートゲート部６ａの出力をリードし現在回転位相レジスタＣＰ（Ｎ）を更新し現在値とする。
ｆ３：ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ（Ｎ−１）−ＣＰ（Ｎ）を演算する。
ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）≦Ｃｒｅｆのときは、インクリメンタルエンコーダ１は１回転に至らないとしｆ１へ戻る。
Ｃｒｅｆ＜ΔＣＰ（Ｎ）のときは、インクリメンタルエンコーダ１は１回転したものでありｆ５へ。
ｆ５：回転数レジスタＣＲをカウントアップした後ｆ１へ戻る。
【００４４】
かようにして、図７の第３の実施例は前記図１、５で示すものと同様の機能を有し、電磁障害、誘導障害などによりインクリメンタルエンコーダのＺ相信号に該エンコーダの１回転に１回の予期せぬノイズの進入による障害を排除し、インクリメンタルエンコーダ、もしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を正しく検出せしめることを可能とするものである。これにより、インクリメンタルエンコーダを用いる場合においても、高い信頼性を有して高速に動作する回転体の回転数を精度を損なうこと無く検出することを実現し、高精度の位置決めや同期制御を可能とした。
【００４５】
図９は次に示す本発明の実施例が解決しようとする課題を示し、図１０は本発明の請求項３記載の実施例の拡張した回転数検出を示す構成図であり、図１１は図１０の動作を説明し、図１２，図１３は図１０の効果を説明する図である。
【００４６】
始めに、図９に本発明の解決しようとする課題を説明する。
図９において、リセット検出カウンター５の出力（ｉ）から回転数検出装置２のＺ相入力（ｂ）までは、図３において同じ記号を付すものと同じものである。
図９では，インクリメンタルエンコーダの１回転において、回転数検出装置２のＺ相入力に時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２と２回のノイズが侵入した例を示している。この場合においてＣｒｅｆをＣｍａｘ／２としたとき、図９に示すとおり時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２、ｔｎｚ３におけるＣｄ２、Ｃｄ３、Ｃｄ４はいずれもＣｒｅｆ以下であり、回転数検出器１１の出力（ｐ）はＣＲ＝２のままで変化せず正しい回転数を検出することはできない。
【００４７】
この発明は、インクリメンタルエンコーダもしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を検出する回転数検出装置において、電源急変や負荷急変などによる電磁障害、誘電障害により誘因される偶発的なノイズがエンコーダの１回転に複数回侵入した場合であっても、これを排除し正しい回転数を得るものである。
【００４８】
次に、図１０において、１２はマイクロプロセッサであり１３は該マイクロプロセッサ１２と接続されたメモリであり、該メモリ１２には、前回回転位相レジスタ１３ａ、現在回転位相レジスタ１３ｂ、リセット設定レジスタ１３ｃ、位相偏差レジスタ１３ｄおよび回転数レジスタ１３ｅを内蔵し、これらは図７に示すものと同一の機能を有するものでその機能の説明は割愛する。また、１３ｆはリセット積算レジスタでありΣΔＣＰなる値を保持する。この他、図１０において示すインクリメンタルエンコーダ１など図７と同じ記号を付すものは該図７と同様の機能を有しこれらの説明は割愛する。
【００４９】
次に図１１により図１０の構成の動作を説明する。
ｆ１：回転数レジスタＣＲとリセット積算レジスタΣΔＣＰを０に初期化する。
ｆ２：ＣＰ（Ｎ−１）＝ＣＰ（Ｎ）とし、現在回転位相レジスタＣＰ（Ｎ）を前回回転位相レジスタＣＰ（Ｎ−１）に格納し、ＣＰ（Ｎ）の更新に備える。
ｆ３：現在値ラッチゲートゲート部６ａの出力をリードし現在回転位相レジスタＣＰ（Ｎ）を更新し現在値とする。
ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝ＣＰ（Ｎ−１）−ＣＰ（Ｎ）を演算する。
ｆ５：ΔＣＰ（Ｎ）≦０のときは、回転数検出装置２のＺ相入力はＬｏのままなのでｆ２へ戻る。
０＜ΔＣＰ（Ｎ）のときは、回転数検出装置２のＺ相入力にＨｉが入力されたときでありｆ６へ。
ｆ６：ΔＣＰ（Ｎ）≦Ｃｒｅｆのときは、回転数検出装置２のＺ相入力にノイズによる影響が認められるのでｆ７のチェックへ。
Ｃｒｅｆ＜ΔＣＰ（Ｎ）のときは、インクリメンタルエンコーダ１は１回転したものとしｆ９へ。
ｆ７：ΣΔＣＰ＝ΣΔＣＰ＋ΔＣＰ（Ｎ）を演算する。
ｆ８：ΣΔＣＰ（Ｎ）≦Ｃｒｅｆのときは、インクリメンタルエンコーダ１は１回転に至らないとしｆ２へ戻る。
Ｃｒｅｆ＜ΣΔＣＰのときは、インクリメンタルエンコーダ１は１回転したものとしｆ９へ。
ｆ９：回転数レジスタＣＲをカウントアップした後ｆ１０へ。
ｆ１０：リセット積算レジスタΣΔＣＰを０に再初期化しｆ２へ戻る。
【００５０】
次に図１２により、図１０、図１１の実施例による効果を説明する。図１２において、（ａ）は図１０のリセット検出カウンター５の出力の時間的推移をグラフで示し、（ｂ）は回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲを、（ｃ）、（ｄ）は回転数検出装置２のＡ相、Ｂ相入力を、（ｅ）は該回転数検出装置２のＺ相入力の時間的推移を示す。
図１２（ａ）において、リセット検出カウンター５の出力する最大値をＣｍａｘとし、図１０のリセット設定レジスタ１３ｃの値Ｃｒｅｆを例えばＣｍａｘ／２とし図中に点線で示すものである。
【００５１】
また、図１２の回転数検出装置２のＺ相入力（ｅ）において、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３にＺ相に正規のＨｉの入力がなされ、この時刻において（ａ）に図示するようにリセット検出カウンター５（ａ）の出力はクリアされる。次に、図９と同様に時刻ｔ１〜ｔ２のエンコーダの１周期内の時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２において、偶発的なノイズが侵入したときもリセット検出カウンター５（ａ）の出力も図示するとおりクリアされる。
【００５２】
そして、図１２の（ａ）ではリセット検出カウンター５の出力は次の如く遷移するとしている。
時刻ｔ１： Ｃｄ１から０へ、ここでＣｍａｘ／２＜（Ｃｄ１＝Ｃｍａｘ）
時刻ｔｎｚ１：Ｃｄ２から０へ、ここでＣｄ２＜Ｃｍａｘ／２
時刻ｔｎｚ２：Ｃｄ３から０へ、ここでＣｄ３＜Ｃｍａｘ／２
また、Ｃｍａｘ／２＜（Ｃｄ２＋Ｃｄ３）
時刻ｔ２：Ｃｄ４から０へ、ここでＣｄ４＜Ｃｍａｘ／２
【００５３】
そして、図１２の回転数レジスタ１３ｅの値（ｂ）は図１１において説明した経緯より、時刻ｔ１、ｔｎｚ１、ｔｎｚ２において下記のとおりとなる。
時刻ｔ１：
ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ１−０＝Ｃｄ１
ｆ５：０＜Ｃｄ１なのでｆ６へ
ｆ６：Ｃｍａｘ／２ ＜ Ｃｄ１よりｆ９へ
ｆ９：回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲを＋１し２とする
ｆ１０：ΣΔＣＰ＝０に再び初期化する
時刻ｔｎｚ１：
ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ２−０＝Ｃｄ２
ｆ５：０＜Ｃｄ２なのでｆ６へ
ｆ６：Ｃｄ２ ＜ Ｃｍａｘ／２なのでｆ７へ
ｆ７：ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２としｆ８へ
ｆ８：ΣΔＣＰ＜Ｃｍａｘ／２なので、回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲは２のままでｆ２へ
時刻ｔｎｚ２：
ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ３−０＝Ｃｄ３
ｆ５：０＜Ｃｄ３なのでｆ６へ
ｆ６：Ｃｄ３ ＜ Ｃｍａｘ／２なのでｆ７へ
ｆ７：ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２＋Ｃｄ３としｆ８へ
ｆ８：Ｃｍａｘ／２＜ΣΔＣＰなのでｆ９へ
ｆ９：回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲを＋１し３とする
ｆ１０：ΣΔＣＰ＝０に再び初期化する
かように、回転数レジスタＣＲは時刻ｔ１、ｔｎｚ２において２、３となるもので、同様の処理により時刻ｔ３にて４となる。すなわち、時刻ｔ３において回転数レジスタＣＲは正しい回転数が得られるものである。
【００５４】
図１２ではＣｒｅｆがＣｍａｘ／２の例を示したが、次に図１３でＣｒｅｆを例えば３／４Ｃｍａｘに設定する場合を示す。図１３で（ａ）〜（ｅ）と記号を付すものは図１２で同じ記号を付すものと同じ信号である。そして、同様に時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２で回転数検出装置２のＺ相入力（ｅ）に２回のノイズが侵入したとしている。そして図１２と同様、図１３の（ａ）ではリセット検出カウンター５の出力は次の如く遷移するとしている。
時刻ｔ１： Ｃｄ１から０へ、ここで３／４Ｃｍａｘ＜（Ｃｄ１＝Ｃｍａｘ）
時刻ｔｎｚ１：Ｃｄ２から０へ、 ここでＣｄ２＜３／４Ｃｍａｘ
時刻ｔｎｚ２：Ｃｄ３から０へ、 ここでＣｄ３＜３／４Ｃｍａｘ
また、（Ｃｄ２＋Ｃｄ３）＜３／４Ｃｍａｘ
時刻ｔ２：Ｃｄ４から０へ、 ここでＣｄ４＜３／４Ｃｍａｘ
また、３／４Ｃｍａｘ＜（Ｃｄ２＋Ｃｄ３＋Ｃｄ４）
【００５５】
そして、図１３の回転数レジスタ１３ｅの値（ｂ）は図１１において説明した経緯より、時刻ｔ１、ｔｎｚ１、ｔｎｚ２において下記のとおりとなる。
時刻ｔ１：
ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ１−０＝Ｃｄ１
ｆ５：０＜Ｃｄ１なのでｆ６へ
ｆ６：３／４Ｃｍａｘ ＜ Ｃｄ１よりｆ９へ
ｆ９：回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲを＋１し２とする
ｆ１０：ΣΔＣＰ＝０に再び初期化する
時刻ｔｎｚ１：
ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ２−０＝Ｃｄ２
ｆ５：０＜Ｃｄ２なのでｆ６へ
ｆ６：Ｃｄ２ ＜ ３／４Ｃｍａｘなのでｆ７へ
ｆ７：ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２としｆ８へ
ｆ８：ΣΔＣＰ＜３／４Ｃｍａｘなので、回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲは２のままでｆ２へ
時刻ｔｎｚ２：
ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ３−０＝Ｃｄ３
ｆ５：０＜Ｃｄ３なのでｆ６へ
ｆ６：Ｃｄ２ ＜ ３／４Ｃｍａｘなのでｆ７へ
ｆ７：ΣΔＣＰ＝ΣΔＣＰ＋Ｃｄ３としｆ８へ
ここで、ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２＋Ｃｄ３である
ｆ８：ΣΔＣＰ＜３／４Ｃｍａｘなので、回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲは２のままでｆ２へ
時刻ｔ２：
ｆ４：ΔＣＰ（Ｎ）＝Ｃｄ４−０＝Ｃｄ４
ｆ５：０＜Ｃｄ４なのでｆ６へ
ｆ６：Ｃｄ４ ＜ ３／４Ｃｍａｘなのでｆ７へ
ｆ７：ΣΔＣＰ＝ΣΔＣＰ＋Ｃｄ４としｆ８へ
ここで、ΣΔＣＰ＝Ｃｄ２＋Ｃｄ３＋Ｃｄ４＝Ｃｍａｘである
ｆ８：３／４Ｃｍａｘ＜ΣΔＣＰなのでｆ９へ
ｆ９：回転数レジスタ１３ｅの値ＣＲを＋１し３とする
ｆ１０：ΣΔＣＰ＝０に再び初期化する
【００５６】
かように、回転数レジスタＣＲは時刻ｔ１、ｔ２において２、３となり、同様の処理により時刻ｔ３にて４となる。そして、ノイズの侵入があっても、図１２では１周期遅れの時刻ｔ３において回転数レジスタ１２ｅのＣＲは正しい回転数が得られたが、Ｃｒｅｆを３／４Ｃｍａｘとすることにより図１３ではｔ２にて正しい回転数を得ることができる。
【００５７】
図１３では説明を容易とする為に、ｔ１〜ｔ２の１周期に２回のノイズが回転数検出装置２のＺ相入力に侵入した例を示した。ここで、該回転数検出装置２のＺ相入力にｔ１〜ｔ２の一周期内の時刻ｔｎｚ１、ｔｎｚ２ ・ ・ ・ ｔｎｚｎにＮ回のノイズが侵入し、該ノイズ侵入時刻におけるリセット検出カウンター５の出力（ａ）の変化量をそれぞれＣｄｎｚ１、Ｃｄｎｚ２ ・ ・ ・ Ｃｄｎｚｎとし、時刻ｔ２における変化量をＣｄｔ２とすれば下記の式が常に成立する。

また、本発明の実施例１においてはリセット設定器８の値Ｃｒｅｆは前記（４）式により定めるものであったが、ここで説明する実施例４では図１０のリセット設定レジスタ１３ｃの値Ｃｒｅｆは拡張して、下記の値を設定するものである。

そして、上記（１２）式を満たす範囲でＣｒｅｆを大きい値とするもので、通常Ｃｒｅｆは０．８Ｃｍａｘ〜０．９Ｃｍａｘに設定する。
【００５８】
かように、本発明の実施例４では、回転数検出装置２のＺ相入力にエンコーダの１周期内に複数回のノイズが侵入した場合であってもインクリメンタルエンコーダもしくは該エンコーダの付属する回転体の回転数を正しい時刻に得ることができる。これにより、インクリメンタルエンコーダを使用するときにおいて極めて信頼性と精度の高い位置決め制御や同期制御を可能とした。
【００５９】
図１４は本発明の請求項４記載の拡張回転数検出の構成を示すものである。図１４において、２は回転数検出装置、３は外部入力装置、１４は上記回転数検出装置２に内蔵する通信インターフェイスである。ここで、図１４において図１０と同じ記号を付すものは同様の機能を有すものでこれらの説明は割愛する。
【００６０】
図１４において、外部入力装置３は通信インターフェイス１４を介して回転検出装置２が内蔵するマイクロプロセッサ１３の通信ポートＳと接続されている。そして、外部入力装置３により設定される値は、上記の接続によりマイクロプロセッサに送信されリセット設定レジスタＣｒｅｆに設定するものである。
これにより、インクリメンタルエンコーダの１回転当たりのパルス数がいかなる値のものであっても、上記（１２）式によるＣｒｅｆを適切に設定できるものである。これにより、インクリメンタルエンコーダがいかなるパルス数のものであっても、回転数検出装置２の内部構成を変更することなく対応できるものである。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、コストが低く設置においても容易なインクリメンタルエンコーダを用いるときにおいて、該エンコーダの１回転に１回または複数回のノイズが侵入するときであっても、インクリメンタルエンコーダもしくは該インクリメンタルエンコーダが付属する回転体の回転数を正しく確実に検出し、高い信頼性と高精度の位置決め制御や同期制御を可能とすした。また、該インクリメンタルエンコーダが設置毎に１回転当たりのパルス数が異なっても、外部からリセット設定器もしくはリセット設定レジスタの値を設定できるものとし、いかなるパルス数のエンコーダに容易に使用できるもので、実用上、極めて有用性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１記載の第１の実施例の回転数検出の構成を示す図である。
【図２】図１の動作を説明する図である。
【図３】図１の効果を説明する図である。
【図４】図１のリセット設定器の効果を説明する図である。
【図５】本発明の請求項１記載の第２の実施例の回転数検出の構成を示す図である。
【図６】図５の動作を説明する図である。
【図７】本発明の請求項２記載の回転数検出の構成を示す図である。
【図８】図７の動作を説明する図である。
【図９】回転の１周期においてＺ相に複数のノイズが混入するときの図である。
【図１０】本発明の請求項３記載の拡張回転数検出の構成を示す図である。
【図１１】図１０の動作を説明する図である。
【図１２】図１０の効果を説明する図である。
【図１３】図１０の効果を説明する図である。
【図１４】本発明の請求項４記載の拡張回転数検出の構成を示す図である。
【図１５】アブソリュートエンコーダを説明する図である。
【図１６】インクリメンタルエンコーダを説明する図である。
【図１７】従来の実施例を説明する図である。
【図１８】従来の実施例の動作を説明する図である。
【図１９】従来の実施例でＺ相にノイズが混入したときの動作を説明する図である。
【符号の説明】
１ インクリメンタルエンコーダ
２ 回転数検出装置
３ 外部入力装置
３ａ、３ｂ、３ｃ Ｄフリップフロップ
４ 逓倍器
５ リセット検出カウンター
６ａ 現在値ラッチゲート部
６ｂ 前回値ラッチゲート部
７ 位相偏差検出器
８ リセット設定器
９ リセット検出器
１０ Ｄフリップフロップ
１１ 回転数検出器
１２ マイクロプロセッサ
１３ メモリ
１３ａ 前回回転位相レジスタ
１３ｂ 現在回転位相レジスタ
１３ｃ リセット設定レジスタ
１３ｄ 位相偏差レジスタ
１３ｅ 回転数レジスタ
１３ｆ リセット積算レジスタ
１４ 通信インターフェイス
２１ 発信器
Ｐｍ、Ｐｓ１ インクリメンタルエンコーダ
Ａｓ１ スレーブセクション
Ｃｍ１ マスター位相カウンター
Ｃｓ１ スレーブ位相カウンター
Ｈｓ１ 位相偏差演算器
Ｃｍ、Ｃｓ 絶対回転位相
Ｒｐ エンコーダの回転に応じて出力されるパルス列
Ｚｐ エンコーダの１回転毎に出力されるパルス信号

Claims (4)

1. 電動機もしくは回転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カウンターを備える回転数検出装置であり、
   上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットするものであって、
   前記回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出力を現在値としてラッチする第１の現在値ラッチゲート部と、該第１の現在値ラッチゲート部の出力を前回値としてラッチする第２の前回値ラッチゲート部を備え、
   上記第２の前回値ラッチゲート部の出力と上記第１の現在値ラッチゲート部の出力の偏差を検出する位相偏差検出器と、上記リセット検出カウンターの出力の最大値の１／２の値を有するリセット設定器を備え、
   該リセット設定器の出力と上記位相偏差検出器の出力を比較するリセット検出器を備え、
   該リセット検出器は上記リセット設定器の出力が上記位相偏差検出器の出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とし、それ以外は１回転としない回転数判別手段を備え、
   該回転数判別手段によりインクリメンタルエンコーダが回転したときのリセット検出器の出力をカウントする回転数検出器と、該回転数検出器の出力及び前記第１の現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処理装置を備えることを特徴とする回転数検出装置。
2. 電動機もしくは回転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カウンターを備える回転数検出装置であり、
   上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットするものであって、
   前記回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出力を現在値としてラッチする現在値ラッチゲート部と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処理装置（マイクロプロセッサ）を備え、
   該中央演算処理装置は、メモリに接続されているものであって、上記現在値ラッチゲート部からの入力をメモリ内の現在回転位相レジスタに格納するとともに、該現在回転位相レジスタの内容を同じメモリ内の前回回転位相レジスタに格納することにより前回回転位相を記憶する記憶手段を備え、
   上記前回回転位相レジスタと上記現在回転位相レジスタの偏差を演算した後格納する位相偏差レジスタと、上記リセット検出カウンターの出力の最大値の１／２の値を有するリセット設定レジスタと、上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの回転数をカウントする回転数レジスタを備え、
   上記中央演算処理装置は、該リセット設定レジスタの出力と上記位相偏差レジスタの出力を比較することにより、上記リセット設定レジスタの出力が上記位相偏差レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とし上記回転数レジスタをカウントするカウント手段を備え、
   上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数レジスタの値を変更しない判定手段を備えたことを特徴とする回転数検出装置。
3. 電動機もしくは回転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カウンターを備える回転数検出装置であり、
   上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットするものであって、
   該回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出力を現在値としてラッチする現在値ラッチゲート部と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処理装置を備え、
   該中央演算処理装置は、上記現在値ラッチゲート部からの入力を現在回転位相レジスタに格納するとともに、該現在回転位相レジスタの内容を前回回転位相レジスタに格納することにより前回回転位相を記憶する記憶手段を備え、
   上記中央演算処理装置は、上記前回回転位相レジスタと上記現在回転位相レジスタの偏差を演算した後格納する位相偏差レジスタと、上記リセット検出カウンターの出力の最大値の１／２以上で該最大値未満の値を有するリセット設定レジスタと、上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの回転数をカウントする回転数レジスタと、前記位相偏差レジスタの出力のリセット値を積算するリセット積算レジスタを備え、上記リセット設定レジスタの出力と上記位相偏差レジスタの出力を比較することにより、上記リセット設定レジスタの出力が上記位相偏差レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転として上記回転数レジスタをカウントするカウント手段を備え、
   上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき、上記位相偏差レジスタの出力をリセット積算レジスタに積算し、上記リセット設定レジスタの出力が上記リセット積算レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転として上記回転数レジスタをカウントし、上記リセット積算レジスタの出力が上記リセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数レジスタの値を変更しない判定手段を備えたことを特徴とする回転数検出装置。
4. 電動機もしくは回転する機械軸に設置されたＺ相付きインクリメンタルエンコーダと、該インクリメンタルエンコーダからの回転に応じて出力するパルスをカウントするリセット検出カウンターを備える回転数検出装置であり、
   上記リセット検出カウンターは上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダからの１回転毎に出力するＺ相信号でリセットするものであって、
   該回転数検出装置に、上記リセット検出カウンターの出力を現在値としてラッチする現在値ラッチゲート部と、該現在値ラッチゲート部の出力を入力とする中央演算処理装置を備え、
   該中央演算処理装置は、上記現在値ラッチゲートからの入力を現在回転位相レジスタに格納するとともに、該現在回転位相レジスタの内容を前回回転位相レジスタに格納することにより前回回転位相を記憶する記憶手段を備え、
   上記中央演算処理装置は、上記前回回転位相レジスタと上記現在回転位相レジスタの偏差を演算した後格納する位相偏差レジスタとリセット設定レジスタと通信インターフェイスを備え、
   該リセット設定レジスタは、外部入力装置から上記通信インターフェイスを介して上記リセット検出カウンターの出力の最大値の１／２以上で該最大値未満の値を任意に設定できるものであって、
   上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの回転数をカウントする回転数レジスタと、前記位相偏差レジスタの出力のリセット値を積算するリセット積算レジスタを備え、
   上記中央演算処理装置は、上記リセット設定レジスタの出力と上記位相偏差レジスタの出力を比較することにより、上記リセット設定レジスタの出力が上記位相偏差レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とし上記回転数レジスタをカウントするカウント手段を備え、
   上記位相偏差レジスタの出力がリセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき、上記位相偏差レジスタの出力をリセット積算レジスタに積算し、上記リセット設定レジスタの出力が上記リセット積算レジスタの出力より小さいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転として上記回転数レジスタをカウントし、上記リセット積算レジスタの出力が上記リセット設定レジスタの出力より小さいか又は等しいとき上記Ｚ相付きインクリメンタルエンコーダの１回転とせず上記回転数レジスタの値を変更しない判定手段を備えたことを特徴とする回転数検出装置。

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