JPH01203923A - 回転角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転軸の回転量並びに回転位置を検出する回転
角検出装置に関する。

（従来技術） 従来、回転軸の回転量並びに回転位置を検出するにはイ
ンクリメンタル型ロータリーエンコーダやアブソリュー
ト型ロータリーエンコーダが使用されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来使用されているインクリメンタル型ロータリーエン
コーダは回転軸の回転量並びに回転位置を高精度に検出
できる反面、電源を投入する始動時に回転位置を特定す
ることが出来ず１回転に１回基準信号を出力するＺ相を
通過した後回転位置が特定されるので始動時に何時も装
置の基準状態（基準位置）とエンコーダの基準位置信号
の位置を一致させるための原点決め操作を行わなければ
ならない等の問題があった。始動時に回転位置を特定す
ることが出来る検出装置としてアブソリュート型ロータ
リーエンコーダがあるがインクリメンタル型ロータリー
エンコーダと同様な分解能を持たせるには装置が複雑に
なり製作コストが高くなる等の問題があった。

（発明の目的） 本発明は、上述の問題を解決するために成されたもので
あり、本発明の目的はインクリメンタル型ロータリーエ
ンコーダを使用して回転位置、回転量を検出する機械装
置において、電源が投入される始動時の回転軸が静止し
た状態において回転軸の基準位置が特定できる回転角検
出装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために本発明の回転角検出装置は
、被測定物である第１の回転軸と、同軸に固着され１回
転に１回の基準信号と回転角検出用の信号を出力するイ
ンクリメンタルタイプの光学式ロータリエンコーダ用の
主目盛り盤と、前記主目盛り盤の基準信号出力角位置に
設けた基準位置マーカと、前記第１の回転軸と同一軸心
上に対向して位置され前記第１の回転軸と独立して回転
する第２の回転軸と、同軸に固着された回転角検出信号
出力用の補助目盛り盤と、前記補助目盛り盤に設けられ
た前記基準位置マーカを検出する手段と、前記第２の回
転軸を駆動する手段と、前記補助目盛り盤を使用して前
記第１の回転軸が静止した状態における目盛り検出位置
から前記基準位置マーカを検出するまでの第２の回転軸
の回転角を検出する手段と、前記主目盛り盤を使用して
検出した回転角の値と前記補助目盛り盤を使用して検出
した回転角の値を演算する手段と、を具備するように構
成した。

（作用） 本発明は上記した構成により、機械装置の始動にあたり
、回転軸を静止した状態で機械装置の基準位置を検出す
ることができる。

（実施例） 以下本発明の回転角検出装置の一実施例について図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例における回転角検出装置の構成
図を示すものである。

第１図において、１０は測定対象である回転軸である。

１２は主目盛り盤であり回転軸１０と一体に回転するよ
うに取り付けられている。主目盛り盤１２は透明なガラ
スあるいはアクリル樹脂等の非磁性体で作られており、
第２図に示すように、１４の位置信号トラックには位置
信号スリット１６が形成されており、１８の基準位置信
号トラックには基準位置信号スリット２０が一つ形成さ
れている。基準位置信号トラック１８の内側の基準位置
信号スリット２０が形成されている角位置に半径方向に
磁性体２２が基準位置マーカーとして塗布されている。

２４は投光部で第２図に示すように位置信号用に２個、
基準−信号用に１個の全部で３個の発光ダイオードが設
置されている。２６は受光部で第２図に示すように３個
の発光ダイオードと対応してフォトトランジスタが３個
設置されている。２８は固定スリットで回転方向を検出
するために設けられている。３０は測定対象である回転
軸１０とは独立に回転する回転軸であり回転軸１０と軸
心が同一である。回転軸３０には補助目盛り盤３２が回
転軸３０と一体に回転するように取り付けられている。

補助目盛り盤３２は、主目盛り盤１２と大きさ、材質が
同じであり主目盛り盤１２と同様な位置信号スリット、
基準位置信号スリットが形成されている。補助目盛り盤
３２には主目盛り盤１２に塗布した磁性体から成る基準
位置マーカー２２を検出するための磁気センサー３４が
取り付けられている。２４゛、２６電２８゛は２４．２
６．２８と同様な構成の投光部と受光部ならびに固定ス
リットであり、主目盛り盤１２．３２の基準位置が同じ
になるように１６．１８．２８と同じ角位置に設定され
ている。３６は駆動モータでありこのモータにより歯車
３８．４０を介して回転軸３０が駆動される。４２はス
リップリングであり、磁気センサー３４からの基準位置
マーカ２２を検出した信号は回転軸３０の軸心にそって
あけた貫通穴を通したリード線によりここに導かれここ
から取り出される。４４は磁気センサー３４からの検出
信号を増幅整形する磁気センサー信号処理回路である。

４６は主目盛り盤１２用の回転方向弁別回路であり回転
方向により位置検出信号のカウント値を加算するか減算
するかの指令信号をアップダウンカウンター４８に入力
する。処理回路５０は補助目盛り盤３２を使用する位置
検出において、補助目盛り盤３２の基準位置スリットが
検出されてから磁気センサー３４が目盛り盤１２に塗布
しである基準位置マーカー２２を検出するまでの位置検
出信号をカウントするようカウンター５５に指令する回
路である。

演算回路５４はカウタ−５２の値とアップダウンカウン
ター５４の値を演算し数値制御装置５６に入力する回路
である。

以上のような構成により機械装置を始動する電源投入時
に、回転軸１０が静止した状態で、数値制御装置５６か
らの指令により、モータ３６を回転させ補助目盛り盤３
２を使用し補助目盛り盤３２の基準位置信号が出力され
てから磁気センサー３４により主目盛り盤１２上の基準
位置マーカー２２が検出されるまでの回転角が回転軸１
０の基準位置を表すカウント値としてカウンター５２に
記憶される。その後モータ３６の駆動を停止し、回転軸
１０の始動を開始する。アップダウンカウンター４８で
は始動の最初からカウントし演算回路５２でカウンター
５２に記憶された値が初期値として補正される。

上記実施例ではカウンター５０の値とアップダウンカウ
ンター４８の値を演算回路５２出演算するようにしてい
るが回転軸１０を始動させる前にカウンター５０のイ直
をアップダウンカウンター４８にプリセットするように
することも可能である。

（発明の効果） 以上に説明したように本発明は、測定対象である回転軸
に収り付ける目盛り盤の基準位置に基準位置マーカーを
設置し回転軸が静止した状態において補助目盛り盤を使
用する測定系で基準位置マーカの位置を検出するので、
機械の始動時に原点法めのために駆動部分を試行錯誤的
に動かせる必要がなくなり、補助目盛り盤を駆動する小
さな動力のみで正確な回転位置を特定することが可能に
なり、さらにインクリメンタル型エンコーダーで高精度
のアブソリュートな位置決めを高精度に実現することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
基準位置マーカーを設置した目盛り盤の検出部分を示す
図、である。 １０・・・・・・回転軸、１２・・・・・・主目盛り盤
、２２・・・・・・基準−マーカー、３２・・・・・・
補助目盛り盤、３４・・・・・・磁気センサー、３６・
・・・・・モータ、４２・・・・・・スリップリング。 出願人　　　　　　　東芝機械株式会社第２図 手続補正書（方式） 昭和６３年に月７日 昭和６３年特許願第０２９６４２号 ２、発明の名称 回転角検出装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 〒　１０４ 住所　　東京都中央区銀座４丁目２番１１号４、補正命
令の日付（発送臼） 昭和６３年５月３１日 ５、補正の対象 「図面」 ６、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物である第１の回転軸と、同軸に固着され１回転
   に１回の基準信号と回転角検出用の信号を出力するイン
   クリメンタルタイプの光学式ロータリエンコーダ用の主
   目盛り盤と、前記主目盛り盤の基準信号出力角位置に設
   けた基準位置マーカと、前記第１の回転軸と同一軸心上
   に対向して位置され前記第１の回転軸と独立して回転す
   る第２の回転軸と、同軸に固着された回転角検出信号出
   力用の補助目盛り盤と、前記補助目盛り盤に設けられた
   前記基準位置マーカを検出する手段と、前記第２の回転
   軸を駆動する手段と、前記補助目盛り盤を使用して前記
   第１の回転軸が静止した状態における目盛り検出位置か
   ら前記基準位置マーカを検出するまでの第２の回転軸の
   回転角を検出する手段と、前記主目盛り盤を使用して検
   出した回転角の値と前記補助目盛り盤を使用して検出し
   た回転角の値を演算する手段と、を具備したことを特徴
   とする回転角検出装置。