JP4123362B2 - Absolute position detection method for fully closed control device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、任意地点の絶対位置を検出できるアブソリュートエンコーダと、等間隔の基準点を持ち、その最寄りの基準点からの距離のみを検出できるインクリメンタルエンコーダとを備えたフルクローズド制御装置の絶対位置検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のフルクルーズド制御装置では、フルクローズド制御ループの位置検出器に、任意地点の絶対位置を検出できるアブソリュートエンコーダを用いるのが一般的である。この場合、そのアブソリュートエンコーダの仕様にしたがった手順にて絶対位置を求めればよい。例えば、双葉電子工業(株)のアブソリュートパルススケールの場合、電源投入後の一定の時間内にA相から送信される多回転シリアルデータを読み取り、その後にA相およびB相から出力される一回転内インクリメンタルパルスをカウンタで受けるという手順で、絶対位置を検出していた。
【0003】
また、フルクローズド制御ループの位置検出器に、アブソリュートエンコーダを用いずに絶対位置を検出する方法を提案しているものもある(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−88751号公報
【0005】
図6はこの従来の方法を実施するフルクルーズド制御装置の構成を示す図である。モータ1にはアブソリュートエンコーダ2が取り付けられ、モータ1の出力軸には減速機などの伝達機構系3を介して可動部となる主軸4が取り付けられ、主軸4にはインクリメンタルエンコーダ5が取り付けられている。アブソリュートエンコーダ2とインクリメンタルエンコーダ5の信号は制御装置6’へ入力され、制御装置6’は、モータ1へ制御信号を出力する。このように、可動部となる主軸4を制御するフルクローズド制御ループの位置検出器にインクリメンタルエンコーダ5が使用され、モータ1を制御するセミクローズド制御ループの位置検出器にアブソリュートエンコーダ2が使用されていた。
【0006】
図7はアブソリュートエンコーダ2の検出位置を示す図であり、図8はインクリメンタルエンコーダ5の検出位置を示す図であり、図9はこれら2つのエンコーダ2,5の検出位置関係を詳細に示した図である。今、アブソリュートエンコーダ2の検出位置をBとし、インクリメンタルエンコーダ5の1回転のカウント数をλとすると、
n×λ+R=B (1)
として、多回転数nと余りのカウント数Rが算出される。
【0007】
一方、インクリメンタルエンコーダ5の検出位置をsとすると、オフセット値δは、
δ=R−s (2)
で与えられる。したがって現在位置は、
現在位置=n×λ+δ+s (3)
で与えられる。
【0008】
図10は制御装置6’で行なわれる絶対位置検出動作を示すフローチャートである。まず、ステップ201でアブソリュートエンコーダ2の検出位置Bとインクリメンタルエンコーダ5の検出位置sを読み取る。次に、電源投入時などのサーボロック開始時にステップ202から203に進み、上記(1)式および(2)式にしたがって多回転数nとオフセット値δを演算し、記憶する。後は、ステップ204で、(3)式にしたがってインクリメンタルエンコーダ5からのカウント数のみにより主軸4の現在位置を演算し、フィードバック制御を行なう。
【0009】
このように、従来のフルクローズド制御装置の絶対位置検出方法では、アブソリュートエンコーダの検出位置とインクリメンタルエンコーダの検出位置を読み取り、電源投入時などの位置制御機能開始時に、これら検出位置から多回転数およびオフセット値を求め、それら初期値としての多回転数およびオフセット値とインクリメンタルエンコーダの検出位置とから絶対位置を検出する、という手順がとられていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のフルクローズド制御装置の絶対位置検出方法では、電源投入時などの位置制御機能開始時に、2つのエンコーダの検出位置から、毎回、多回転数およびオフセット値を初期値として求めているため、2つのエンコーダの設置条件と伝達機構系の機械的な誤差などによる2つのエンコーダの検出位置の誤差によっては、毎回、多回転数値が1つずれる可能性があり、正確な絶対位置を検出できないという問題がある。
【0011】
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、2つのエンコーダの設置方法に制限がなく、伝達機構系の機械的な誤差などによる2つのエンコーダの検出位置の誤差が一定値以内であれば、インクリメンタルエンコーダ上の絶対位置を求めることができる、フルクローズド制御装置の絶対位置検出方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のフルクローズド制御装置の絶対位置検出方法は、アブソリュートエンコーダおよびインクリメンタルエンコーダの検出位置を読み取るステップと、前記インクリメンタルエンコーダの基準点のうち、前記アブソリュートエンコーダの原点における最寄りの基準点を前記インクリメンタルエンコーダの原点とし、アブソリュートエンコーダの原点とインクリメンタルエンコーダの原点との距離を一度求め、記憶するステップと、前記記憶した原点間の距離を使って、インクリメンタルエンコーダの原点から検出位置における最寄りの基準点までの等間隔の基準点の数を求め、該基準点の数と、インクリメンタルエンコーダの基準点の間隔と、インクリメンタルエンコーダの検出位置から、インクリメンタルエンコーダの絶対位置を求めるステップと、を有する。
【0013】
このように、2つのエンコーダの原点間の距離を設置後に一度だけ求め、その原点間の距離を使って、インクリメンタルエンコーダ上の絶対位置を求めているため、伝達機構系の機械的な誤差などによる2つのエンコーダの検出位置の誤差が、基準点間の距離の±1/4(絶対量=1/2)よりも小さければ、2つのエンコーダの設置方法に制限なく、インクリメンタルエンコーダ上の絶対位置を一意に求めることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【0015】
図1は本発明の絶対位置検出方法を実施するフルクローズド制御装置の構成を示す図であり、図6の従来装置とは制御装置6の処理のみが異なる。
【0016】
図2は図1のアブソリュートエンコーダとインクリメンタルエンコーダの検出位置関係を詳細に示した図で、図2(1)は任意地点の絶対位置Bを検出できるアブソリュートエンコーダ2の検出位置、図2(2)は等間隔λの基準点を持ち、その最寄りの基準点からの距離sのみを検出できるインクリメンタルエンコーダ5の検出位置を示している。等間隔λの基準点は、1回転内にいくつか持つ場合や1つしか持たない場合、さらに直線軸上に配置されたリニアスケールの場合などがあり、インクリメンタルエンコーダによって異なる。
【0017】
図3は制御装置6における、絶対位置を検出する処理手順を示すフローチャートである。
【0018】
まず、ステップ101で、各々のエンコーダ2,5の仕様にしたがって検出位置を読み取る。
【0019】
ステップ102で、ステップ101で得た、アブソリュートエンコーダ2の検出位置Bを、2つのエンコーダ2,5の分解能の違いと2つのエンコーダ2,5の間にある伝達機構系3のギヤ比とによって決定される割合でインクリメンタルエンコーダ5上の位置に換算する。例えば、アブソリュートエンコーダ2の分解能が1回転当りXパルス、インクリメンタルエンコーダ5の分解能が1回転当りYパルスとし、伝達機構系3のギヤ比により、アブソリュートエンコーダ2のM回転で、インクリメンタルエンコーダ5がN回転するものとすると、(Y×N)/(X×M)なる定数をBに乗じて換算する。
【0020】
ステップ103で、2つのエンコーダ2,5の原点間の距離δを記憶していない場合に、その原点間の距離δを求める。アブソリュートエンコーダ原点に最寄りの基準点をインクリメンタルエンコーダ5の原点と考え、その原点間の距離δを、
0=(B−s)/λ (4)
δ=B−(n0×λ+s) (5)
なる計算により求める。ただし、sおよびδは、ここでは、−λ/2<sおよびδ≦λ/2の範囲の値とするが、インクリメンタルエンコーダ5の検出値sが正の値しかとらない場合は、sおよびδは、0≦sおよびδ<λの範囲の値となる。ここで、(4)式のn0の計算は、小数点以下を四捨五入する。正確な四捨五入の計算は、例えば、一度計算されたn0を使って、(B−s)−n0×λの値を±λ/2と比較し、λ/2よりも大きいならばn0を+1し、−λ/2以下であればn0を−1することにより求めることができる。図2の例では、0≦δ≦λ/2ならばn0=3となり、−λ/2<δ<0ならばn0=4となる。
【0021】
ステップ104で、ステップ103で求めたδを記憶する。なお、ステップ103およびステップ104の処理は、図4に示すように、原点間の距離δは毎回求め、δの記憶だけを一度行なうようにしてもよい。
【0022】
原点間の距離δを毎回計算するのは、計算されたδと記憶されているδとを比較して、誤差が許容範囲にあるかどうかの監視に利用するためである。
【0023】
最後に、ステップ105で、ステップ104で記憶したδを使い、
n=(B−δ−s)/λ (6)
A=n×λ+s (7)
なる計算によりインクリメンタルエンコーダ5の絶対位置Aを求める。ここで、(6)式のnの計算は、ステップ103と同様に小数点以下を四捨五入する。nは(4)式のn0と同じ値になり、図2の例では次のような結果となる。
【0024】
A=3λ+s (0≦δ≦λ/2の場合) (8a)
A=4λ+s (−λ/2<δ<0の場合) (8b)
このようにδの値によってAの値がλだけ変化することになる。
【0025】
次に、伝達機構系3の機械的な誤差などにより2つのエンコーダ2,5の検出位置に誤差εがある場合の、アブソリュートエンコーダ2とインクリメンタルエンコーダ5の位置関係を図5に示して絶対位置検出動作を具体的に説明する。アブソリュートエンコーダ2が検出する絶対位置は、Bから誤差εだけ変化してB’となる。すると、ステップ103で求められる原点間の距離δ’は、
0=(B’−s)/λ (9)
δ’=B’−(n0×λ+s) (10)
なる計算により与えられる。図5の例では、0≦δ+ε≦λ/2ならばn0=3となり、−λ/2<δ+ε<0ならばn0=4となる。ステップ105では、ステップ104で記憶したδ’を使い、
n=(B’−δ’−s)/λ (11)
A=n×λ+s (7)
なる計算により絶対位置Aが求められる。nは(9)式のn0と同じ値になり、図5の例では次のような結果となる。
【0026】
A=3λ+s (0≦δ+ε≦λ/2の場合) (12a)
A=4λ+s (−λ/2<δ+ε<0の場合) (12b)
このようにδ+εの値によってAの値がλだけ変化することになる。
【0027】
また、この(12a)式と(12b)式の結果は、電源投入時などの位置制御機能開始時に、毎回、多回転数nとオフセット値δを求めて、インクリメンタルエンコーダ5の絶対位置を求める手順の従来技術による方法と同じ結果となる。すなわち、δ+εの値が、0≦δ+ε≦λ/2か、−λ/2<δ+ε<0かによって、毎回nの値が1つ変化することを意味し、例えば、δがλ/2に近い2つのエンコーダ2,5の設置条件では、誤差εの許容範囲は非常に小さくなってしまうことになる。
【0028】
最後に、2つのエンコーダ2,5の検出位置の誤差εが|ε|<λ/4の範囲にあれば、本発明の方法により、絶対位置Aは一意に決定されることを説明する。今、誤差ε=ε’の時のアブソリュートエンコーダ2が検出する絶対位置をB’とし、ステップ103で求められる原点間の距離をδ’とする。そしてこの原点間の距離δ’を記憶し、誤差ε=ε’’の時の絶対位置Aを求めることにする。ステップ105で求められるnは、(10)式と(11)式から、次のような値となる。ただし、誤差ε=ε’’の時のアブソリュートエンコーダ2が検出する絶対位置をB’’とする。
【0029】
n=(B’’−δ’−s)/λ
=((B+ε’’)−(B’−(n0×λ+s))−s)/λ
=((B+ε’’)−((B+ε’)−(n0×λ+s))−s)/λ
=n0+(ε’’−ε’)/λ (13)
ここで、|ε’|<λ/4、|ε’’|<λ/4なので、|ε’’−ε’|<λ/2となり、(13)式のnは、小数点以下を四捨五入した結果、n0と等しくなる。また、この場合のn0は、誤差ε=ε’の時のものであり、その時のnとn0は等しい。以上から、誤差ε=ε’’の時のnと誤差ε=ε’の時のnとは等しいため、(7)式により求められるインクリメンタルエンコーダ5の絶対位置Aは一意に決定されることが証明された。
【0030】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、フルクローズド制御ループの位置検出器がアブソリュートエンコーダではない場合でも、等間隔の基準点を持ち、その最寄りの基準点からの距離のみを検出できるエンコーダであれば、セミクローズド制御ループの絶対位置を検出できるという条件と、2つのエンコーダの検出位置の誤差が前記基準点間の距離の±1/4よりも小さいという条件とにより、2つのエンコーダの設置方法に制限されることなく、絶対位置検出機能を持ったフルクローズド制御装置の絶対位置検出方法を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の絶対位置検出方法が適用されたフルクローズド制御装置の構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態におけるアブソリュートエンコーダとインクリメンタルエンコーダの位置関係を示す図である。
【図3】制御装置6で行なわれる絶対位置検出動作の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】図3の方法の変形例の処理手順を示すフローチャートである。
【図5】本発明の一実施形態における2つのエンコーダの検出位置に誤差がある場合のアブソリュートエンコーダとインクリメンタルエンコーダの位置関係を示す図である。
【図6】従来の絶対位置検出方法が適用されたフルクローズド制御装置の構成図である。
【図7】従来の方法におけるアブソリュートエンコーダの検出位置を示す図である。
【図8】従来の方法におけるインクリメンタルエンコーダの検出位置を示す図である。
【図9】従来の方法におけるアブソリュートエンコーダとインクリメンタルエンコーダの位置関係を示す図である。
【図10】従来の方法の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 モータ
2 アブソリュートエンコーダ
3 伝達機構系
4 主軸
5 インクリメンタルエンコーダ
6,6’ 制御装置
B アブソリュートエンコーダ2の検出位置
s インクリメンタルエンコーダ5の検出位置
λ インクリメンタルエンコーダ5の基準点間の距離
δ アブソリュートエンコーダ原点とインクリメンタルエンコーダ原点との距離
ε 2つのエンコーダ2,5の検出位置の誤差
A インクリメンタルエンコーダ5の絶対位置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides an absolute position detection of a fully closed control apparatus having an absolute encoder capable of detecting an absolute position at an arbitrary point and an incremental encoder having a reference point with an equal interval and capable of detecting only a distance from the nearest reference point. Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
In a conventional full cruise control apparatus, an absolute encoder capable of detecting an absolute position at an arbitrary point is generally used as a position detector of a full closed control loop. In this case, the absolute position may be obtained by a procedure according to the specifications of the absolute encoder. For example, in the case of the absolute pulse scale of Futaba Electronics Industry Co., Ltd., the multi-rotation serial data transmitted from the A phase is read within a certain time after the power is turned on, and then one rotation output from the A phase and the B phase. The absolute position was detected by the procedure of receiving the internal incremental pulse by the counter.
[0003]
In addition, there has been proposed a method for detecting an absolute position without using an absolute encoder as a position detector of a fully closed control loop (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-88751
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a full cruise control apparatus that implements this conventional method. An absolute encoder 2 is attached to the motor 1, a main shaft 4 that is a movable part is attached to the output shaft of the motor 1 via a transmission mechanism system 3 such as a speed reducer, and an incremental encoder 5 is attached to the main shaft 4. Yes. Signals from the absolute encoder 2 and the incremental encoder 5 are input to the control device 6 ′, and the control device 6 ′ outputs a control signal to the motor 1. As described above, the incremental encoder 5 is used for the position detector of the fully closed control loop that controls the main shaft 4 as the movable part, and the absolute encoder 2 is used for the position detector of the semi-closed control loop that controls the motor 1. It was.
[0006]
FIG. 7 is a diagram showing the detection position of the absolute encoder 2, FIG. 8 is a diagram showing the detection position of the incremental encoder 5, and FIG. 9 is a diagram showing the detection position relationship between these two encoders 2 and 5 in detail. It is. Now, assuming that the detection position of the absolute encoder 2 is B and the count number of one rotation of the incremental encoder 5 is λ,
n × λ + R = B (1)
As a result, the multi-rotation number n and the remaining count number R are calculated.
[0007]
On the other hand, when the detection position of the incremental encoder 5 is s, the offset value δ is
δ = R−s (2)
Given in. Therefore, the current position is
Current position = n × λ + δ + s (3)
Given in.
[0008]
FIG. 10 is a flowchart showing an absolute position detection operation performed by the control device 6 ′. First, at step 201, the detection position B of the absolute encoder 2 and the detection position s of the incremental encoder 5 are read. Next, when the servo lock is started such as when the power is turned on, the routine proceeds from step 202 to 203, where the multi-rotation number n and the offset value δ are calculated and stored according to the above formulas (1) and (2). After that, in step 204, the current position of the spindle 4 is calculated based only on the count number from the incremental encoder 5 according to the equation (3), and feedback control is performed.
[0009]
As described above, in the absolute position detection method of the conventional full-closed control device, the absolute encoder detection position and the incremental encoder detection position are read, and when the position control function is started such as when the power is turned on, the multi-rotation speed and A procedure has been taken in which an offset value is obtained, and the absolute position is detected from the multi-rotation number and offset value as the initial value and the detection position of the incremental encoder.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the absolute position detection method of the conventional full-closed control device described above, the multirotation speed and the offset value are obtained as initial values from the detection positions of the two encoders each time the position control function such as when the power is turned on is started. Therefore, depending on the installation conditions of the two encoders and the error in the detection positions of the two encoders due to mechanical errors in the transmission mechanism system, the multi-rotation numerical value may be deviated by one each time. There is a problem that you can not.
[0011]
In view of such problems, the object of the present invention is that there is no restriction on the installation method of the two encoders, and the detection position error of the two encoders due to a mechanical error of the transmission mechanism system is within a certain value. Another object of the present invention is to provide an absolute position detection method for a fully closed control device, which can determine an absolute position on an incremental encoder.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an absolute position detection method for a fully closed control apparatus according to the present invention includes a step of reading detection positions of an absolute encoder and an incremental encoder, and a reference point of the incremental encoder at an origin of the absolute encoder. The nearest reference point is the origin of the incremental encoder, and the distance between the absolute encoder origin and the incremental encoder origin is once determined and stored, and the distance between the stored origins is detected from the incremental encoder origin. calculated by determining the number of equally spaced reference point nearest the reference point at the position, the number of the reference points, the distance between the reference point of the incremental encoder from the detected position of the incremental encoder, incremental Having a step of determining the absolute position of the encoder, the.
[0013]
In this way, the distance between the origins of the two encoders is obtained only once after installation, and the absolute position on the incremental encoder is obtained using the distance between the origins. If the error in the detection position of the two encoders is smaller than ± 1/4 of the distance between the reference points (absolute amount = 1/2), the absolute position on the incremental encoder can be set without limitation on the installation method of the two encoders. It can be determined uniquely.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a full-closed control device that implements the absolute position detection method of the present invention, and only the processing of the control device 6 is different from the conventional device of FIG.
[0016]
FIG. 2 is a diagram showing in detail the detection position relationship between the absolute encoder and the incremental encoder of FIG. 1, FIG. 2 (1) is the detection position of the absolute encoder 2 capable of detecting the absolute position B at an arbitrary point, and FIG. 2 (2). Indicates a detection position of the incremental encoder 5 having reference points of equal intervals λ and capable of detecting only the distance s from the nearest reference point. There are cases where there are several reference points at equal intervals λ within one rotation, there are cases where there are only one reference point, there are cases where there are linear scales arranged on a linear axis, and the reference points differ depending on the incremental encoder.
[0017]
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure for detecting an absolute position in the control device 6.
[0018]
First, in step 101, the detection position is read according to the specifications of the encoders 2 and 5.
[0019]
In step 102, the detection position B of the absolute encoder 2 obtained in step 101 is determined by the difference in resolution between the two encoders 2 and 5 and the gear ratio of the transmission mechanism system 3 between the two encoders 2 and 5. It is converted into a position on the incremental encoder 5 at a ratio. For example, the resolution of the absolute encoder 2 is X pulses per revolution, the resolution of the incremental encoder 5 is Y pulses per revolution, and the incremental encoder 5 is rotated N times by M rotation of the absolute encoder 2 according to the gear ratio of the transmission mechanism 3. Assuming that, B is multiplied by a constant of (Y × N) / (X × M) and converted.
[0020]
In step 103, when the distance δ between the origins of the two encoders 2 and 5 is not stored, the distance δ between the origins is obtained. Consider the reference point closest to the absolute encoder origin as the origin of the incremental encoder 5, and set the distance δ between the origins to
n 0 = (B−s) / λ (4)
δ = B− (n 0 × λ + s) (5)
It is obtained by the following calculation. Here, s and δ are values in the range of −λ / 2 <s and δ ≦ λ / 2, but when the detected value s of the incremental encoder 5 is only a positive value, s and δ Is a value in the range of 0 ≦ s and δ <λ. Here, the calculation of n 0 in the equation (4) is rounded off after the decimal point. The exact rounding calculation is performed by, for example, comparing the value of (B−s) −n 0 × λ with ± λ / 2 using n 0 calculated once, and if it is larger than λ / 2, n 0. +1, and if it is -λ / 2 or less, n 0 can be reduced by -1. In the example of FIG. 2, if 0 ≦ δ ≦ λ / 2, n 0 = 3, and if −λ / 2 <δ <0, n 0 = 4.
[0021]
In step 104, δ obtained in step 103 is stored. In the processing of step 103 and step 104, as shown in FIG. 4, the distance δ between the origins may be obtained every time and only δ may be stored once.
[0022]
The reason why the distance δ between the origins is calculated every time is to compare the calculated δ with the stored δ and use it for monitoring whether the error is within an allowable range.
[0023]
Finally, in step 105, using δ stored in step 104,
n = (B−δ−s) / λ (6)
A = n × λ + s (7)
The absolute position A of the incremental encoder 5 is obtained by the following calculation. Here, the calculation of n in the equation (6) is rounded off after the decimal point as in step 103. n becomes the same value as n 0 in the equation (4), and the following result is obtained in the example of FIG.
[0024]
A = 3λ + s (when 0 ≦ δ ≦ λ / 2) (8a)
A = 4λ + s (when −λ / 2 <δ <0) (8b)
Thus, the value of A changes by λ depending on the value of δ.
[0025]
Next, FIG. 5 shows the positional relationship between the absolute encoder 2 and the incremental encoder 5 when there is an error ε at the detection positions of the two encoders 2 and 5 due to a mechanical error of the transmission mechanism system 3. The operation will be specifically described. The absolute position detected by the absolute encoder 2 changes from B by an error ε to B ′. Then, the distance δ ′ between the origins obtained in step 103 is
n 0 = (B′−s) / λ (9)
δ ′ = B ′ − (n 0 × λ + s) (10)
Is given by the calculation In the example of FIG. 5, if 0 ≦ δ + ε ≦ λ / 2, n 0 = 3, and if −λ / 2 <δ + ε <0, n 0 = 4. In step 105, δ ′ stored in step 104 is used,
n = (B′−δ′−s) / λ (11)
A = n × λ + s (7)
The absolute position A is obtained by the following calculation. n becomes the same value as n 0 in the formula (9), and the following result is obtained in the example of FIG.
[0026]
A = 3λ + s (when 0 ≦ δ + ε ≦ λ / 2) (12a)
A = 4λ + s (when −λ / 2 <δ + ε <0) (12b)
Thus, the value of A changes by λ depending on the value of δ + ε.
[0027]
The results of the equations (12a) and (12b) are obtained by obtaining the absolute position of the incremental encoder 5 by obtaining the multi-rotation number n and the offset value δ every time the position control function such as when the power is turned on. This results in the same result as the conventional method. That is, it means that the value of δ + ε changes by 1 depending on whether 0 ≦ δ + ε ≦ λ / 2 or −λ / 2 <δ + ε <0, for example, δ is close to λ / 2. Under the installation conditions of the two encoders 2 and 5, the allowable range of the error ε becomes very small.
[0028]
Finally, it will be described that the absolute position A is uniquely determined by the method of the present invention if the error ε of the detection positions of the two encoders 2 and 5 is in the range of | ε | <λ / 4. Now, let B ′ be the absolute position detected by the absolute encoder 2 when the error ε = ε ′, and let δ ′ be the distance between the origins obtained in step 103. The distance δ ′ between the origins is stored, and the absolute position A when the error ε = ε ″ is obtained. N obtained in step 105 is as follows from the equations (10) and (11). However, the absolute position detected by the absolute encoder 2 when the error ε = ε ″ is B ″.
[0029]
n = (B ″ −δ′−s) / λ
= ((B + ε ″) − (B ′ − (n 0 × λ + s)) − s) / λ
= ((B + ε ″) − ((B + ε ′) − (n 0 × λ + s)) − s) / λ
= N 0 + (ε ″ −ε ′) / λ (13)
Here, since | ε ′ | <λ / 4 and | ε ″ | <λ / 4, it is | ε ″ −ε ′ | <λ / 2, and n in the equation (13) is rounded off after the decimal point. As a result, it becomes equal to n 0 . Further, n 0 in this case is the one when error ε = ε ′, and n and n 0 at that time are equal. From the above, since n when the error ε = ε ″ is equal to n when the error ε = ε ′, the absolute position A of the incremental encoder 5 obtained by the equation (7) is uniquely determined. Proven.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the position detector of the fully closed loop is not an absolute encoder, the encoder has an equally spaced reference point and can detect only the distance from the nearest reference point. If there are two encoders, the absolute position of the semi-closed control loop can be detected and the error of the detection positions of the two encoders is less than ± 1/4 of the distance between the reference points. Without being limited to the method, there is an effect that it is possible to provide an absolute position detection method for a fully closed control device having an absolute position detection function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fully closed control apparatus to which an absolute position detection method of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between an absolute encoder and an incremental encoder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of an absolute position detection operation performed by a control device 6;
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a modification of the method of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between an absolute encoder and an incremental encoder when there is an error in the detection positions of two encoders in an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a fully closed control device to which a conventional absolute position detection method is applied.
FIG. 7 is a diagram showing a detection position of an absolute encoder in a conventional method.
FIG. 8 is a diagram showing a detection position of an incremental encoder in a conventional method.
FIG. 9 is a diagram showing a positional relationship between an absolute encoder and an incremental encoder in a conventional method.
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of a conventional method.
[Explanation of symbols]
1 Motor 2 Absolute encoder 3 Transmission mechanism 4 Spindle 5 Incremental encoder 6, 6 'Controller B Detection position of absolute encoder 2 Detection position s of incremental encoder 5 Distance between reference points of incremental encoder 5 δ Absolute encoder origin and incremental encoder Distance from encoder origin ε Error in detection position of two encoders 2 and 5 Absolute position of incremental encoder 5

Claims (3)

任意地点の絶対位置を検出できるアブソリュートエンコーダと、等間隔の基準点を持ち、その最寄りの基準点からの距離のみを検出できるインクリメンタルエンコーダとを備えたフルクローズド制御装置の絶対位置検出方法であって、
前記アブソリュートエンコーダおよび前記インクリメンタルエンコーダの検出位置を読み取るステップと、
前記インクリメンタルエンコーダの基準点のうち、前記アブソリュートエンコーダの原点における最寄りの基準点を前記インクリメンタルエンコーダの原点とし、前記アブソリュートエンコーダの原点と前記インクリメンタルエンコーダの原点との距離を一度求め、記憶するステップと、
前記記憶した原点間の距離を使って、前記インクリメンタルエンコーダの原点から前記検出位置における最寄りの基準点までの等間隔の基準点の数を求め、該基準点の数と、インクリメンタルエンコーダの基準点の間隔と、前記インクリメンタルエンコーダの検出位置から、前記インクリメンタルエンコーダの絶対位置を求めるステップ
を有する、フルクローズド制御装置の絶対位置検出方法。
An absolute position detection method for a fully closed control apparatus comprising an absolute encoder capable of detecting an absolute position at an arbitrary point and an incremental encoder having a reference point with equal intervals and capable of detecting only the distance from the nearest reference point. ,
Reading detection positions of the absolute encoder and the incremental encoder;
Among the reference points of the incremental encoder, the nearest reference point at the origin of the absolute encoder is set as the origin of the incremental encoder, and the distance between the origin of the absolute encoder and the origin of the incremental encoder is obtained once and stored, and
Using the distance between the stored origins, the number of equally spaced reference points from the incremental encoder origin to the nearest reference point at the detection position is obtained, and the number of the reference points and the incremental encoder reference point and distance from the detection position of the incremental encoder, and a step of calculating an absolute position of the incremental encoder, the absolute position detection method of a full-closed control system.
前記アブソリュートエンコーダと前記インクリメンタルエンコーダの検出位置を読み取り、前記アブソリュートエンコーダの検出位置を、両エンコーダの分解能の違いと両エンコーダの間にある伝達機構系のギヤ比とによって決定される割合で前記インクリメンタルエンコーダ上の位置に換算し、換算後の前記アブソリュートエンコーダの位置と、前記インクリメンタルエンコーダの検出位置と、前記インクリメンタルエンコーダの基準点の間隔によって、前記原点間の距離を求める、請求項1に記載のフルクローズド制御装置の絶対位置検出方法。  The detection positions of the absolute encoder and the incremental encoder are read, and the detection position of the absolute encoder is determined at a rate determined by the difference in resolution between the encoders and the gear ratio of the transmission mechanism system between the encoders. 2. The full position according to claim 1, wherein the distance between the origins is calculated by converting to an upper position, and calculating the absolute encoder position after conversion, the detection position of the incremental encoder, and the reference point interval of the incremental encoder. An absolute position detection method for a closed control device. 前記アブソリュートエンコーダの原点と前記インクリメンタルエンコーダの原点との距離を一度求め、記憶する代りに、前記原点間の距離を毎回求め、最初に求めた距離のみを記憶する、請求項1または2に記載のフルクローズド制御装置の絶対位置検出方法。  The distance between the origin of the absolute encoder and the origin of the incremental encoder is obtained once, and instead of storing the distance, the distance between the origins is obtained every time, and only the first obtained distance is stored. Absolute position detection method for a fully closed control device.
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