JPH01297512A - アブソリュートエンコーダ断線検出方法 - 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 本発明はアブソリュートエンコーダ配線の断線を検出す
るアブソリュートエンコーダ断線検出方法に関するもの
である。

従来の技術 従来の産業用ロボットにおいてアームの動作域を制限す
る為アブソリュートエンコーダを用いる場合、制御装置
のメモリにアームの動作域を制限するリミットデータを
記憶しておきアブソリュ−トエンコーダより出力される
データとりミノトデーダとを比較しアームが動作域に無
ければモータ電源を遮断する、またアブソリュートエン
コーダ配線が＠線した時の検出方法としてはアブソリュ
ートエンコーダ配線の一本一本に断線検出回路を設はア
ブソリュートエンコーダ配線が断線すればモ、−タ電源
を遮断するという方法があった。

以下図面を用いて上述した従来のアブソリュートエンコ
ーダ１祈線検出方法の一例について説明する。第４図は
従来の多関節ロボットのアームの構成図である。図にお
いて１はアーム、２は他のアーム、３はアームの角度情
報を出力するアブソリュートエンコーダ、４は減速機、
６はモータ、６はモータの回転方向及び回転量を検出す
るインクリメンタルエンコーダで第３図のように人相、
Ｂ相という２個の出力をもち、それぞれ位相が９００ズ
している、この位相のズレにより回転方向を検出するも
のである。第６図は従来のアブソリュートエンコーダ断
線検出装置の回路図である。図において７は断線検出の
為にプルアップされている抵抗Ｒ１，８は断線検出用に
７とは違った電圧でプルアップされている抵抗Ｒ２，９
は図のＡ間の電圧を測定することによシ断線を検出する
ことのできる断線検出装置である。

以上のように構成されたロボットアームにおいてアブソ
リュートエンコーダが断線した場合どのようにして断線
を検出するのかを以下に説明する。

通常、アブソリュートエンコーダ３にて動作範囲を制限
させる場合アブソリュートエンコーダより位置データが
制御装置へフィードバックされ制御装置はアブソリュー
トエンコーダカラフィードバソクされたデータとメモリ
に記憶しであるアームの動作域を制限するリミットデー
タとを比較してアームが動作域に無ければモータ電源を
遮断しアームの動作範囲を制限している。そしてアブソ
リュートエンコーダが断線した時の検出方法としては、
まず、アブソリュートエンコーダ配ＭＫはＧＮＤが共通
になっており、かつ電圧の違った電源によりプルアップ
された抵抗が２ケ所に取り付けである。一方のＲ１はア
ブソリュートエンコーダの近くに取り付けてありもう一
方のＲ２は断線検出装置側に取り付けである。ここでは
考え易くする為にＲ１とＲ２の抵抗値の比をＲ１：Ｒ２
±１　：１とすることにする。

アブソリュートエンコーダ３の出力トランジスタである
Ｔ１がＯＮすればＡ間は０■となりＴ１がＯＦＦすれば
Ｒ１，Ｒ２の関係によりＡ間は約３．６ｖの電圧となる
。しかしここでＰ点で断で断線したとするとＡ間は１２
Ｖとなり断線検出装置９により断線検出されモータ電源
を遮断するという方法があった。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成ではアブソリュートエン
コーダ配線の一本一本に抵抗及び断線検出装置を取り付
けなければならないのでコストアンプにつながるという
問題点を有していた。本発明は上記問題点を解決するも
ので断線検出装置等を取り付けることなくアブソリュー
トエンコーダの断線を検出しモータ電源を遮断すること
によってローコストなアブソリュートエンコーダ断線検
出方法を提供するものである。

課題を解決するだめの手段 上記課題を解決するために本発明のアブソリュートエン
コーダ断線検出方法では、インクリメンタルエンコーダ
の出力データＤ１を読み取る工程と、このデータＤ１に
よりインクリメンタルエンコーダの増減回転方向を判断
する工程と、アブソリュートエンコーダの出力データＤ
２を読み取る工程と、このデータＤ２によりアブソリュ
ートエンコーダ出力データの増減回転方向を判断する工
程と、データＤ２と次回アブソリュートエンコーダより
出力されるデータＤ３とを比較する工程と、前記インク
リメンタルエンコーダの増減回転方向と前記アブソリュ
ートエンコーダの増減回転方向とを比較する工程とを備
えた構成である。

作　　用 本発明は上記構成により断線検出装置を設けることなく
前記アブソリュートエンコーダの出力データＤ２と前記
アブソリュートエンコーダ次回出力データＤ３とを比較
し、差の絶対値が１以下又はアブソリュートエンコーダ
出力の最大値に一致する場合以外はアブソリュートエン
コーダのｌｔｒ線とみなす。さらに前記インクリメンタ
ルエンコーダの増減回転方向と前記アブソリュートエン
コーダ出力データの増減回転方向とを比較しその結果か
らアブソリュートエンコーダの断線異常を判断するとい
う２つの手法を用いることによって、安全力つローコス
トなアブソリュートエンコーダ断線検出を実現している
。

実施例 以下本発明の一実施例の多関節ロボット等のアブソリュ
ートエンコーダ断線検出方法について図面を用いて説明
する。機械的構造は第４図と同じであり１はアーム、２
は他のアーム、３はアームの角度情報を出力するアブソ
リュートエンコーダ、４は減速機、６はモータ、６はモ
ータの回転方向及ヒ回転ｔを検出するインクリメンタル
エンコーダである。

以上のように構成された多関節ロボットのアームに取り
付けられたアブソリュートエンコーダの断線検出につい
て以下第１図、第２図を用いてその動作を説明する。第
２図は４ビツトのアブソリュートエンコーダの出力デー
タを表にしたものである。４ビツトの場合第２図のよう
に１回転でＡ〜Ｐの１６個のパターンデータを出力する
、出力データはグレーコードで出力されるだめ対応表に
よりバイナリ−コードに変換するものとする。まだイン
クリメンタフレエンコーダとアブソリュートエンコーダ
の取付けをここでは考え易くするためにアームか正転す
れば両方のエンコーダとも増加するように設置されてい
るものとする。

以下制御装置の動作について第１図のフローに従って説
明する。

ぐステップ１〉 まず動作指令に従ってアームを移動する。

〈ステップ２〉 インクリメンタルエンコーダの出力データＤ１を読み取
る。

〈ステップ３〉 インクリメンタルエンコーダの出力データのＡ相及びＢ
相の関係よりプラス回転もしくはマイナス回転かを判断
する。

〈ステップ４〉 アブソリュートエンコーダの出力データＤ２を読み取る
。

〈ステップ５〉 前回読み取ったアブソリュートエンコーダの出力データ
と今回読み取ったアブソリュートエンコーダの出力デー
タＤ２とを比較しデータの差の絶対値が１以下またはア
ブソリュートエンコーダ出力の最大値に一致する場合を
のぞいてはアブソリュートエンコーダの断線異常とみな
す。

〈ステップθ〉 前回読み取ったアブソリュートエンコーダの出力データ
と今回読み取ったアブソリュートエンコーダの出力デー
タを比較しアブソリュートエンコーダがデータの増方向
に回転しているのかもしくはデータの減方向に回転して
いるのかを判断する。

くステップ７〉 前記インクリメンタルエンコーダの増減回転方向と、前
記アブソリュートエンコーダのデータ増減回転方向とを
比較して一致していなければアブソリュートエンコーダ
のｌｆｒ線異常とみなす。なぜこの工程が必要であるか
というと、ステップ５の工程で第２図の第１ビツトから
第３ビツトまでの検出はできるが最上位ビットは不可能
である。なぜなら現在工の位置を検出していたとすると
出力データはＨの位置のデータを出力することになる。

またこの位置からＰ方向へ回転したとすると出力データ
はＨから入方向へ回転するデータが出力される、なおか
つ出力データは次回の出力データと２以上ちがわないの
でステップ５では断線検出できない。しかし出力データ
の増減方向はアブソリュートエンコーダが正常な時に比
べ回転方向と逆向きのデータが出力されるためステップ
７で検出することが可能となる。尚第４ビット断線時Ａ
からＨ間で移動した場合出力データは正常時と同じであ
るので断線は検出できないがこの場合出力データも正常
であるので安全には問題ない。

以上のように本発明によればアブソリュート工ンコーダ
のどの出力ビットの断線があっても検出できることがわ
かる。尚本実施例においてアブソリュートエンコーダの
ビット数を４ビツトで説明しだが４ビツトでなくてもか
まわない。また本実施例においてアブソリュートエンコ
ーダの出力データをグレーコードよシバイナリーコード
への変換で対応表を用いたが計算式によって変換しても
なんら問題はない。

発明の効果 以上のように本発明はインクリメンタルエンコーダ及び
アブソリュートエンコーダが付加された多関節ロボット
等においてインクリメンタルエンコーダの増減回転方向
とアブソリュートエンコーダの増減回転方向とを検出し
比較する手段と、アブソリュートエンコーダの出力デー
タと次回出力データを比較する手段とによって以下の効
果を有する。

■　断線検出装置が不要なのでローコストなアブソリュ
ートエンコーダ断線検出が実現できる。

■　アブソリュートエンコーダのどのビットの断線があ
っても安全にモータ電源を遮断できる。

というようにローコストかつ安全にアブソリュートエン
コーダの断線が検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるアブソリュートエン
コーダ断線検出方法のフローチャート図、第２図はアブ
ソリュートエンコーダの出カバターン図、第３図はイン
クリメンタルエンコーダの出力波形図、第４図は多関節
ロボットの一細分のアームの正面図、第６図は従来のア
ブソリュートエンコーダ断線検出装置の回路図である。 １・・・・・・アーム、２・・・・・・他のアーム、３
・・・・・・アブソリュートエンコーダ、４・・・・・
・減速機、６・・・・・・モータ、６・・・・・・イン
クリメンタルエンコーダ、７・・・・・・断線検出用抵
抗、８・・・・・・断線検出用抵抗、９・・・・・・断
線検出装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第　２　図 第　３　図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多関節ロボットのアームを駆動するモータに取り
   付けられたインクリメンタルエンコーダによりアブソリ
   ュートエンコーダ配線の断線を検出する方法であって、
   前記インクリメンタルエンコーダ及び前記アブソリュー
   トエンコーダの出力データを読み取る工程と、前記イン
   クリメンタルエンコーダ出力データよりインクリメンタ
   ルエンコーダの増減回転方向を検出する工程と、前記ア
   ブソリュートエンコーダ出力データよりアブソリュート
   エンコーダのデータ増減回転方向を検出する工程とを有
   し、前記インクメンタルエンコーダの増減回転方向と前
   記アブソリュートエンコーダのデータ増減方向とを用い
   て前記インクリメンタルエンコーダの増減回転方向と前
   記アブソリュートエンコーダのデータ増減回転方向とを
   比較することによりアブソリュートエンコーダの断線を
   判断することを特徴としたアブソリュートエンコーダ断
   線検出方法。
2. （２）アブソリュートエンコーダより出力されたデータ
   を読み取り記憶する工程と、次回アブソリュートエンコ
   ーダより出力されるデータを読み取る工程を備え、前記
   出力データと前記次回出力データとを比較することによ
   りアブソリュートエンコーダの断線等の異常を検出する
   よう構成した特許請求の範囲第１項記載のアブソリュー
   トエンコーダ断線検出方法。