JPH01223311A - Pulse encoder - Google Patents

Pulse encoder

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Publication number
JPH01223311A
JPH01223311A JP4920088A JP4920088A JPH01223311A JP H01223311 A JPH01223311 A JP H01223311A JP 4920088 A JP4920088 A JP 4920088A JP 4920088 A JP4920088 A JP 4920088A JP H01223311 A JPH01223311 A JP H01223311A
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JP
Japan
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deviation
encoder
value
level
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP4920088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsutoshi Naruse
成瀬 勝俊
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP4920088A priority Critical patent/JPH01223311A/en
Publication of JPH01223311A publication Critical patent/JPH01223311A/en
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Abstract

PURPOSE:To rapidly detect the trouble of an encoder itself, by providing a deviation counter, a machine feed stand, the encoder and a deviation counter- over detection circuit. CONSTITUTION:When the order pulse corresponding to the feed speed order from a control apparatus 1 is applied to a deviation counter 2, the detection value corresponding to the moving quantity of a machine feed stand 7 is inputted to the counter 2 from an encoder 8 to operate the deviation between the speed order value and the detection value. The deviation value is converted to an analogue value by a D/A converter 3 to be inputted to a servo motor driving apparatus 4 to drive a servo motor 5. A deviation counter-over detection circuit 9 inputs the deviation value of the counter 2 and feeds back the same to the apparatus 1 as erroneous operation when said deviation value exceeds the max. value or the sum of transient response deviation and steady deviation in general or when said deviation value exceeds the limit value operated by the apparatus 1 corresponding to the speed of the feed stand 7 at each time. By this method, the trouble of the encoder 8 itself can be also rapidly detected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転、移動などを検出するパルスエンコーダ
に係り、特にエンコーダ自体の故障を検出する検出機能
を備えたパルスエンコーダに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pulse encoder that detects rotation, movement, etc., and particularly relates to a pulse encoder that has a detection function that detects a failure of the encoder itself.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

パルスエンコーダは、例えばNC機械の軸送りモータに
取付けられ位置検出に用いられたり回転数の検出に用い
られ、位置や速度などのアナログ量を電気的ディジタル
量に変換し検出するセンサである1回転数を検出するシ
ャフトエンコーダはその出力形式からインクリメンタル
形とアブソリュート形があリセンサ部の検出方法による
違いから光学式エンコーダ、磁気式エンコーダなどがあ
る。第3a図、第3b図により光学式エンコーダについ
て説明する。第3a図に示すようにエンコーダはモータ
100の回転軸101に直結したディスク(符号板)1
02とこのディスク102をはさんで光源部103と受
光部104より構成される。光源部103より出た光は
ディスク102にあけられた開口を通過し、受光部10
4はこの通過光をディジタル信号として取出す、受光部
104のA、Bの位置関係はA、Bの位相差が90度に
なるように設定され、第3b図に示すような出力信号と
なる。パルスAがパルスBに対して90度進むか遅れる
かによって正転、逆転の検出ができるものでAB相方式
エンコーダと言われている。このエンコーダの出力は、
通常エンコーダが検出した機器を制御する制御装置へ入
力される。
A pulse encoder is a sensor that is attached to the shaft feed motor of an NC machine and used to detect position or rotation speed, and converts analog quantities such as position and speed into electrical digital quantities. Shaft encoders that detect numbers include incremental and absolute types, depending on their output format, and optical encoders and magnetic encoders, which differ depending on the detection method of the sensor section. The optical encoder will be explained with reference to FIGS. 3a and 3b. As shown in FIG. 3a, the encoder includes a disk (code plate) 1 directly connected to the rotating shaft 101 of the motor 100.
02 and this disk 102, it is composed of a light source section 103 and a light receiving section 104. The light emitted from the light source section 103 passes through an aperture made in the disk 102 and reaches the light receiving section 10.
4 extracts this passing light as a digital signal.The positional relationship between A and B of the light receiving section 104 is set so that the phase difference between A and B is 90 degrees, resulting in an output signal as shown in FIG. 3b. It is called an AB phase type encoder because it can detect forward or reverse rotation depending on whether pulse A leads or lags pulse B by 90 degrees. The output of this encoder is
It is usually input to a control device that controls the equipment detected by the encoder.

エンコーダの出力は回転速度等を表示するパルスとエン
コーダの故障を検出する故障検出信号よりなる。この故
障検出信号が必要なのは、パルスの出力が止まった場合
、エンコーダの検出対象機器が止まったのか、またはエ
ンコーダが故障したのかの判別できるようにするためで
ある。
The output of the encoder consists of pulses that indicate rotational speed, etc., and a failure detection signal that detects a failure of the encoder. This failure detection signal is necessary so that when the pulse output stops, it can be determined whether the device to be detected by the encoder has stopped or whether the encoder has failed.

前記AB相方式エンコーダの故障検出回路を第4b図に
示す、この故障検出回路の入力は第3b図に示すパルス
とこの反転パルスとからなり、第4a図に示すA、A、
B、B相信号である。この故障検出回路の出力は前記制
御装置へ入力される。
The fault detection circuit of the AB phase encoder is shown in FIG. 4b. The input of this fault detection circuit consists of the pulse shown in FIG. 3b and its inverted pulse, and the pulses A, A, and A shown in FIG.
B, B phase signal. The output of this failure detection circuit is input to the control device.

この故障検出回路は通常前記制御装置内に設けられ、検
出対象部に取付けられたエンコーダ検出部からA、A、
B、B相信号が連絡導線で故障検出回路に入力される。
This failure detection circuit is usually provided in the control device, and detects A, A,
The B and B phase signals are input to the fault detection circuit through connecting conductors.

エンコーダの故障として上記連絡導線の断線した場合を
考える。A相が断線したとすると、今迄A相がHし、ベ
ルのときはA相はLレベルであったが、断線によってA
相はHレベル又はLレベルのみを出力するようになる。
Let us consider a case where the above-mentioned connecting conductor is disconnected due to an encoder failure. Assuming that phase A is disconnected, until now phase A has been at H level, and when the bell was on, phase A was at L level, but due to the disconnection, phase A
The phase outputs only H level or L level.

するとEXORIOの出力は、故障前はHレベルを出力
していたがHレベルとLレベルを出力するようになる。
Then, the output of EXORIO, which was outputting H level before the failure, will now output H level and L level.

B、B相は正常とすればEXORIIの出力はHレベル
であり、故障前のAND12の出力はHレベルであった
が、HレベルとLレベルが交互に出るようになり断線を
検出できる。B、B相のいずれかの断線がA相と同時に
発生した場合、EXORIIの出力もLレベルになり、
AND12の出力はやはりLレベルになるのでこれによ
り断線の検出ができる。同様に、A、A、B、B相の少
なくとも1つ以上が断線すれば、AND12の出力はL
レベルとなるので断線の検出ができる。
If the B and B phases are normal, the output of EXORII is H level, and the output of AND12 was H level before the failure, but now H level and L level are output alternately, and a disconnection can be detected. If a break in either phase B or B occurs at the same time as phase A, the output of EXORII will also go to L level,
Since the output of AND12 is still at L level, a disconnection can be detected. Similarly, if at least one of the A, A, B, and B phases is disconnected, the output of AND12 will be L.
Since it becomes a level, it is possible to detect a disconnection.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術においては、エンコーダ検出部と故障検出
回路とを結ぶ連絡導線の断線は検出できるが、エンコー
ダそのものの故障つまりA、A相またはB、B相の信号
は互いに相対関係(一方がHレベルなら他方はLレベル
)を保ったままパルスを発生しなくなる故障に対しては
、故障検出回路は故障信号を出力できず故障の検出がで
きなかった。
In the above-mentioned conventional technology, it is possible to detect a disconnection in the connecting conductor connecting the encoder detection section and the failure detection circuit, but the failure of the encoder itself, that is, the A, A phase or B, B phase signals are relative to each other (one is at H level). In the case of a failure in which a pulse is no longer generated while the other one remains at L level, the failure detection circuit cannot output a failure signal and cannot detect the failure.

本発明の目的は、エンコーダよりパルス出力が発生しな
い場合、これがエンコーダの故障によるものか否かを迅
速に検出できるエンコーダを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an encoder that can quickly detect whether or not a pulse output is not generated from the encoder due to a malfunction of the encoder.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題lは、被検出部の運動に対応して互いに所定の
位相差を有する3相パルスを出力するパルス出力部と、
該3相パルスの高レベル、低レベルのいずれかのレベル
が3相共一致することを検出する検出手段を備えたパル
スエンコーダによって解決される。
The above-mentioned problem 1 includes a pulse output section that outputs three-phase pulses having a predetermined phase difference from each other in response to the movement of the detected section;
This problem is solved by a pulse encoder equipped with a detection means for detecting that either the high level or the low level of the three-phase pulses coincides with each other.

〔実施例〕〔Example〕

本発明によるエンコーダの一実施例を第1a図〜第1c
図を用いて説明する。
An embodiment of the encoder according to the present invention is shown in FIGS. 1a to 1c.
This will be explained using figures.

第1 a 図は、3相パルス工ンコーダ検出部の発生す
る各パルス波形と相互の位相差を示しており、下側の数
字は、この3相パルスのHレベルとLレベルの組合せに
よって生じる6つの状態を1から6の数値で表わしたも
のである。例えば1の状態ではA相とC相がHレベルB
相がLレベルである。
Figure 1a shows each pulse waveform generated by the three-phase pulse encoder detection unit and the mutual phase difference. Each state is expressed as a numerical value from 1 to 6. For example, in state 1, phase A and phase C are at H level B.
The phase is at L level.

第1b図は、A相が故障し、HレベルAHまたはLレベ
ルALの状態を保持した状態でパルスを発生しなくなっ
た状態を示す、この場合は下側の数値7で示す状態では
A、B、C相共にHレベルとなり、また数値0で示す状
態ではA、B、C相共にLレベル状態となり、第1a図
では発生しない状態となる。
Figure 1b shows a state where the A phase has failed and no longer generates pulses while maintaining the H level AH or L level AL state. In this case, in the state indicated by the lower number 7, A, B , C phases are both at the H level, and in the state indicated by the numerical value 0, the A, B, and C phases are all at the L level, which does not occur in FIG. 1a.

第1c図は、第1b図の数値O又は7で示す異常状態を
検出するための故障検出回路の一例を示したものである
。その動作を説明すると、第1a図に示す正常な状態に
おいては、A、B、C相のうち少なくとも1相は他の2
つの相と異ったレベルiなることから、ANDゲート1
3、NORゲート14は共にLレベルとなり、ORゲー
ト15の出力はLレベルとなるが、第1b図の数値7で
示すように3相すべてがHレベルとなるとANDゲート
13の出力はHレベル、NORゲート14の出力はLレ
ベルとなりORゲート15の出力はHレベルに変り、ま
た第1b図の数値0で示すように3相すべてがLレベル
となるとANDゲート13の出力はLレベル、NORゲ
ート14の出力はHレベルとなりORゲート15の出力
はやはりHレベルとなる。これにより第1b図に示す異
常状態(数値7.0)を検出することができる。
FIG. 1c shows an example of a failure detection circuit for detecting an abnormal state indicated by the numerical value O or 7 in FIG. 1b. To explain its operation, in the normal state shown in Figure 1a, at least one of the A, B, and C phases is connected to the other two.
Since there are two phases and different levels i, the AND gate 1
3. Both NOR gates 14 become L level, and the output of OR gate 15 becomes L level, but when all three phases become H level, as shown by numerical value 7 in Fig. 1b, the output of AND gate 13 becomes H level, The output of the NOR gate 14 changes to the L level, and the output of the OR gate 15 changes to the H level. Also, as shown by the numerical value 0 in FIG. 1b, when all three phases become the L level, the output of the AND gate 13 changes to the L level, and the NOR gate The output of OR gate 14 becomes H level, and the output of OR gate 15 also becomes H level. This makes it possible to detect the abnormal state (numerical value 7.0) shown in FIG. 1b.

次にA相、B相が故障しHレベルまたはLレベルを保持
したままパルスを発生しなくなった場合を考える。この
場合A相はHレベルを保持したままB相はLレベルを保
持したままということも考えられるが、普通A、B、C
相の論理ゲート素子は同じものを使用するので、故障の
場合いずれかのレベルに一義的に決まる。A相、B相が
共にHレベルまたはLレベルを保持し、C相がHレベル
またはLレベルとなれば第1b図で数値7または0で示
した状態を検出することができる。
Next, consider a case where the A phase and B phase fail and no longer generate pulses while maintaining the H level or L level. In this case, it is possible that the A phase holds the H level and the B phase holds the L level, but normally A, B, C
Since the same phase logic gate elements are used, in the case of a failure, one of the levels is uniquely determined. If the A phase and the B phase both maintain the H level or the L level, and the C phase becomes the H level or the L level, the state shown by the numerical value 7 or 0 in FIG. 1b can be detected.

同様に3相が共に故障すれば、すべてHレベルまたはL
レベルを保持するので第1b図で示す異常状態を検出す
ることができる。
Similarly, if all three phases fail, all are at H level or L level.
Since the level is maintained, the abnormal state shown in FIG. 1b can be detected.

またエンコーダ検出部と故障検出回路を接続する連絡導
線のうち例えばA相の導線が切断した場合、A相はHレ
ベル又はLレベルのみを表示することになるので上述と
同様にして故障を検出できる。これはいずれが2相、ま
たは3相同時に断線した場合も上述と同様にして故障を
検出できる。
Furthermore, if, for example, the A-phase conductor is disconnected among the connecting conductors that connect the encoder detection section and the failure detection circuit, the A-phase will display only the H level or L level, so the failure can be detected in the same manner as described above. . This allows failure to be detected in the same manner as described above even if any two or three phases are disconnected at the same time.

次に本エンコーダをサーボ機構の誤動作検出装置に用い
た場合を第2図を用いて説明する。
Next, the case where this encoder is used in a malfunction detection device for a servo mechanism will be explained using FIG. 2.

本サーボ機構は、制御装置1、制御装置1の指令値と制
御対象の検出値との偏差をとり出す偏差カウンタ2、偏
差カウンタ2の出力をD/A変換するD/A変換器3、
D/A変換器3の出力によ   1り制御されるサーボ
モータ駆動装置4、サーボモータ駆動装置4により駆動
されるサーボモータ5、サーボモータ5によって移動す
る送りねじ6、送りねじ6によって移動する機械送り台
71機機械送台7の移動量を検出する本実施例になるエ
ンコーダ8、偏差カウンタ2の検出値にもとすき制御装
置にフィードバックする偏差カウンタオーバー検出回路
9から構成される。
This servo mechanism includes a control device 1, a deviation counter 2 that extracts the deviation between a command value of the control device 1 and a detected value of a controlled object, a D/A converter 3 that converts the output of the deviation counter 2 from D/A to
A servo motor drive device 4 controlled by the output of the D/A converter 3, a servo motor 5 driven by the servo motor drive device 4, a feed screw 6 moved by the servo motor 5, and a feed screw 6 moved by the feed screw 6. The mechanical feed table 71 is composed of an encoder 8 according to this embodiment which detects the amount of movement of the mechanical feed table 7, and a deviation counter over detection circuit 9 which feeds back the detected value of the deviation counter 2 to the plow control device.

次にこの動作を説明する。制御装置1からの送り速度指
令に応じた指令パルスが偏差カウンタ2に与えられると
、偏差カウンタ2には機械送り台7の移動量に応じた検
出値がエンコーダ8より入力し、前記速度指令値と前記
検出値の偏差を演算する。この偏差値はD/A変換器3
に与えられ電圧信号に変えられてサーボモータ駆動装置
4に入力しサーボモータ5を駆動する。偏差カウンタオ
ーバ検出回路9は、偏差カウンタ2の偏差値を入力し、
この偏差値が、一般に過渡応答偏差と定常偏差の和の最
大値を超える場合、または、その時、その時の機械送り
台7の速度に応じて制御装置1が演算する限界値を超え
たとき、誤動作として、制御装置1にフィードバックす
る。
Next, this operation will be explained. When a command pulse corresponding to the feed speed command from the control device 1 is given to the deviation counter 2, a detected value corresponding to the movement amount of the mechanical feed table 7 is inputted to the deviation counter 2 from the encoder 8, and the speed command value is input to the deviation counter 2. and calculates the deviation of the detected value. This deviation value is the D/A converter 3
The voltage signal is converted into a voltage signal and inputted to the servo motor drive device 4 to drive the servo motor 5. The deviation counter over-detection circuit 9 inputs the deviation value of the deviation counter 2, and
If this deviation value generally exceeds the maximum value of the sum of the transient response deviation and steady-state deviation, or if it exceeds the limit value calculated by the control device 1 according to the speed of the mechanical feed table 7 at that time, a malfunction will occur. It is fed back to the control device 1 as follows.

本装置において、エンコーダ8が故障し例えばA相のパ
ルスを発生しなくなった場合、第1b図で説明したよう
にA相はHレベル又はLレベルに固定され、数値7又は
Oの状態を示すので直ちに故障の検出ができる。また、
機械送り台7が静止している状態で、エンコーダのA相
が故障した場合、機械送り台7が移動を始めると数パル
ス以内の移動で、数値7又は0の状態を示すので故障検
出ができる。以上は1相のみの故障であるが、前述した
ように2相または3相同時に故障しても数値7又は0の
状態を示し数パルス以内で故障を検出することができる
In this device, if the encoder 8 fails and, for example, the A-phase pulse is no longer generated, the A-phase is fixed at the H level or L level, indicating the numerical value 7 or O, as explained in Fig. 1b. Failures can be detected immediately. Also,
If the A phase of the encoder fails while the mechanical feed table 7 is stationary, the failure can be detected as the mechanical feed table 7 will move within a few pulses and indicate a numerical value of 7 or 0 when it starts moving. . The above is a failure in only one phase, but as described above, even if two or three phases fail simultaneously, the numerical value is 7 or 0, and the failure can be detected within a few pulses.

なお従来のAB相方式の場合、A相が故障したがA、A
相の関係を保ったままパルスを発生しなくなった時は、
第3b図に示す論理ゲートでは故障の検出ができない。
Note that in the case of the conventional AB phase system, the A phase failed;
When pulses are no longer generated while maintaining the phase relationship,
The logic gate shown in FIG. 3b does not allow fault detection.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、互に所定の位相差を有する3相パルス
出力部とこの3相のレベルが一致することを検出する検
出手段とを備えたパルスエンコーダにより、エンコーダ
自身の故障も迅速に検出することができる。
According to the present invention, a pulse encoder equipped with a three-phase pulse output section having a predetermined phase difference and a detection means for detecting that the levels of the three phases match, can quickly detect a failure in the encoder itself. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1a図、第1b図、は本発明の一実施例の作動説明図
、第1c図は第1b図に示す故障状態を検出する論理ゲ
ート図、第2図は第1a図〜第1C図に示す実施例を装
備したサーボ機構のブロック図、第3a図は従来のAB
相エンコーダ斜視図。 第3b図は第3a図に示すAB相エンコーダの発生する
パルスを示す図、第4a図は第3b図のパルスとこの反
転パルスを示す図、第4b図は第4a図のパルスの異常
を検出する論理ゲートを示す図である。
Figures 1a and 1b are explanatory diagrams of the operation of an embodiment of the present invention, Figure 1c is a logic gate diagram for detecting the failure state shown in Figure 1b, and Figure 2 is an illustration of Figures 1a to 1C. A block diagram of a servo mechanism equipped with the embodiment shown in FIG. 3a is a conventional AB
A perspective view of a phase encoder. Figure 3b shows the pulses generated by the AB phase encoder shown in Figure 3a, Figure 4a shows the pulses in Figure 3b and their inverted pulses, and Figure 4b detects abnormalities in the pulses in Figure 4a. FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被検出部の運動に対応して互いに所定の位相差を
有する3相パルスを出力するパルス出力部と、該3相パ
ルスの高レベル、低レベルのいずれかのレベルが3相共
一致することを検出する検出手段とを備えたことを特徴
とするパルスエンコーダ。
(1) A pulse output unit that outputs three-phase pulses having a predetermined phase difference from each other in response to the movement of the detected part, and the levels of either the high level or the low level of the three-phase pulses are the same for all three phases. 1. A pulse encoder comprising: detection means for detecting that
JP4920088A 1988-03-02 1988-03-02 Pulse encoder Pending JPH01223311A (en)

Priority Applications (1)

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JP4920088A JPH01223311A (en) 1988-03-02 1988-03-02 Pulse encoder

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0240510A (en) * 1988-08-01 1990-02-09 Hitachi Ltd Apparatus for detecting abnormality in pulse encoder
US8836268B2 (en) 2011-09-28 2014-09-16 Denso Corporation Position sensing device, rotational actuator having the same, shift-by-wire system having the rotational actuator, and method for detecting position of movable member

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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