JPH0194217A - 自動振幅補正機能付エンコーダ - Google Patents
自動振幅補正機能付エンコーダInfo
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- JPH0194217A JPH0194217A JP25059987A JP25059987A JPH0194217A JP H0194217 A JPH0194217 A JP H0194217A JP 25059987 A JP25059987 A JP 25059987A JP 25059987 A JP25059987 A JP 25059987A JP H0194217 A JPH0194217 A JP H0194217A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
光学式エンコーダであって、受光素子から出力されるＡ
相信号およびＢ相信号の大きさよりＡ２＋ Ｂ ２の値
を計算し、これが一定の値に保たれるように発光素子に
流れる電流を制御することにより、新たに受光素子を追
加することなく、素子の経年変化および温度特性の影響
による振幅の変化を補正する。
相信号およびＢ相信号の大きさよりＡ２＋ Ｂ ２の値
を計算し、これが一定の値に保たれるように発光素子に
流れる電流を制御することにより、新たに受光素子を追
加することなく、素子の経年変化および温度特性の影響
による振幅の変化を補正する。
本発明はＮＣ工作機械のテーブルあるいはモーフの制御
に用いられるエンコーダ、特に光学式エンコーダに関す
る。
に用いられるエンコーダ、特に光学式エンコーダに関す
る。
ＮＣ工作機械の制御機構の主要部を構成するのはサーボ
機構であり、そのサーボ機構においては、制御対象物の
目的とする位置と検知された実際の位置の差を駆動トル
クにフィードバックさせることにより位置制御が行なわ
れる。
機構であり、そのサーボ機構においては、制御対象物の
目的とする位置と検知された実際の位置の差を駆動トル
クにフィードバックさせることにより位置制御が行なわ
れる。
したがって、位置検知の精度と経年安定度がそのまま位
置制御の精度と経年安定度に反映されるわけで、位置制
御技術の進歩とともに位置検知の精度と経年安定度に対
する要求は年々高まるばかりである。
置制御の精度と経年安定度に反映されるわけで、位置制
御技術の進歩とともに位置検知の精度と経年安定度に対
する要求は年々高まるばかりである。
エンコーダの中でも特に、光学式エンコーダにおいては
、移動体の変位の検出を次のようにして行なっている。
、移動体の変位の検出を次のようにして行なっている。
まず発光ダイオード等の発光素子と、半導体受光素子と
の間に遮光スリットを設け、発光素子の発する光が遮光
スリットを通して受光素子へ達するように配置する。移
動体と遮光スリットとは連動しており、移動体が回転あ
るいは直進等の運動によって変位すると、それに伴って
この遮光スリットも変位する。そうすると遮光スリット
による遮光の状態に変化が生じるため、受光素子内には
移動体の変位に対応して電流の量が変化し、これを変位
信号として取り出すことができる。この変位信号は、互
いに位相が９０度異なる正弦波および余弦波のＡ相信号
およびＢ相信号の形をしているのが一般的である。
の間に遮光スリットを設け、発光素子の発する光が遮光
スリットを通して受光素子へ達するように配置する。移
動体と遮光スリットとは連動しており、移動体が回転あ
るいは直進等の運動によって変位すると、それに伴って
この遮光スリットも変位する。そうすると遮光スリット
による遮光の状態に変化が生じるため、受光素子内には
移動体の変位に対応して電流の量が変化し、これを変位
信号として取り出すことができる。この変位信号は、互
いに位相が９０度異なる正弦波および余弦波のＡ相信号
およびＢ相信号の形をしているのが一般的である。
この変位信号の振幅は、使用されている素子、特に発光
素子および受光素子の経年変化および温度特性の影響で
変化し、そのために位置検知の精度が低下してしまう。
素子および受光素子の経年変化および温度特性の影響で
変化し、そのために位置検知の精度が低下してしまう。
この問題に対する対策は、一般にとられていないかまた
はとられていても次のような方法しかない。その方法と
いうのは、振幅調整専用の受光素子をさらに設け、その
受光素子へ到達する光は移動体の変位と無関係になる様
に遮光スリットを設定する。この振幅調整専用の受光素
子が検知した電流により、発光素子へ流れる電流を制御
して振′幅を一定に保つという方法である。
はとられていても次のような方法しかない。その方法と
いうのは、振幅調整専用の受光素子をさらに設け、その
受光素子へ到達する光は移動体の変位と無関係になる様
に遮光スリットを設定する。この振幅調整専用の受光素
子が検知した電流により、発光素子へ流れる電流を制御
して振′幅を一定に保つという方法である。
前述した従来の振幅調整方法においては、次のような問
題点がある。
題点がある。
まず第１に、１つの発光素子に対して、受光素子が安定
した光検知を行ない得るに足る充分な光量が得られる領
域には限りがあり、その領域の一部を振幅調整用の受光
素子のための領域として使用すると、肝心の変位信号を
発生ずる受光素子のための領域が狭くなってしまい、そ
のために精度の低下を招いてしまうという問題がある。
した光検知を行ない得るに足る充分な光量が得られる領
域には限りがあり、その領域の一部を振幅調整用の受光
素子のための領域として使用すると、肝心の変位信号を
発生ずる受光素子のための領域が狭くなってしまい、そ
のために精度の低下を招いてしまうという問題がある。
第２に、その原理から明らかなように、発光素子の経年
変化および温度特性の影響を除くことはできるが、それ
以外の素子、特に受光素子の変化による影響を除くこと
ができないという問題がある。
変化および温度特性の影響を除くことはできるが、それ
以外の素子、特に受光素子の変化による影響を除くこと
ができないという問題がある。
したがって、本発明の目的の第１は、振幅調整用として
新たに受光素子を追加する必要のない自動振幅補正器を
備えたエンコーダを提供することであり、第２は、発光
素子のみならず受光素子を含めた回路全体に含まれる素
子の経年変化および温度特性による総合的な影響を除く
ことができる自動振幅補正器を備えたエンコーダを提供
することである。
新たに受光素子を追加する必要のない自動振幅補正器を
備えたエンコーダを提供することであり、第２は、発光
素子のみならず受光素子を含めた回路全体に含まれる素
子の経年変化および温度特性による総合的な影響を除く
ことができる自動振幅補正器を備えたエンコーダを提供
することである。
第１図は本発明の原理を表わす原理構成図であり、本図
により本発明の詳細な説明する。
により本発明の詳細な説明する。
発光素子１．２．１３で発生したＡ相信号およびＢ相信
号は信号解析器１５に人力されると同時に自動振幅補正
器１６に入力される。自動振幅補正器１６はＡ相信号の
強度の２乗とＢ相信号の強度の２乗との和を計算し、そ
の結果と、予め定めた量とを比較し、その比較結果に応
じて発光素子１１の発する光の強度を制御する信号を出
力する。
号は信号解析器１５に人力されると同時に自動振幅補正
器１６に入力される。自動振幅補正器１６はＡ相信号の
強度の２乗とＢ相信号の強度の２乗との和を計算し、そ
の結果と、予め定めた量とを比較し、その比較結果に応
じて発光素子１１の発する光の強度を制御する信号を出
力する。
Ａ相信号およびＢ相信号は互いに位相が９０゜異なる正
弦波であるからそれぞれの強度Ａ、ＢはＡ相信号：
Ａ−１ｓｔｎωｔ （１）Ｂ相信号： Ｂ＝
Ｉｃｏｓωｔ （２）と表わすことができる。
弦波であるからそれぞれの強度Ａ、ＢはＡ相信号：
Ａ−１ｓｔｎωｔ （１）Ｂ相信号： Ｂ＝
Ｉｃｏｓωｔ （２）と表わすことができる。
ただし、■は各信号の振幅、ωは信号の角速度、ｔは時
間である。ここで、Ａ２→−８２の値を計算すると Ａ２＋Ｂ２＝ Ｔ２ｓｉｎ２ωｔ ＋ Ｉ ２ＣＯＳ２
（ＪＪ を−Ｉ２ （３） となり、時間ｔに無関係な一定量Ｉ２となる。したがっ
てＡ ２ ＋ ８２ ＝ ７２が一定の値となるように
発光体の光量を調節すれば、素子の経年変化および温度
特性の影響を除くことができる。
間である。ここで、Ａ２→−８２の値を計算すると Ａ２＋Ｂ２＝ Ｔ２ｓｉｎ２ωｔ ＋ Ｉ ２ＣＯＳ２
（ＪＪ を−Ｉ２ （３） となり、時間ｔに無関係な一定量Ｉ２となる。したがっ
てＡ ２ ＋ ８２ ＝ ７２が一定の値となるように
発光体の光量を調節すれば、素子の経年変化および温度
特性の影響を除くことができる。
第２図は本発明の第１の実施例を表わしている。
本実施例は演算回路１７をアドレス１２ビツト、データ
１ビツトのＲＯＭ（Ｒｅａｄ ０ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ
）１７１で実現している。
１ビツトのＲＯＭ（Ｒｅａｄ ０ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ
）１７１で実現している。
受光素子１２ 、１３を流れる電流の形で発生したＡ相
信号およびＢ相信号は振幅器２１１ 、２１２で増幅さ
れ、Ａ／Ｄ変換器２１３ 、２１４でＡ／Ｄ変換されて
各６ビツトで表わされるデジタル信号となる。
信号およびＢ相信号は振幅器２１１ 、２１２で増幅さ
れ、Ａ／Ｄ変換器２１３ 、２１４でＡ／Ｄ変換されて
各６ビツトで表わされるデジタル信号となる。
このデジタル信号は信号解析器１５に入力される一方、
ＲＯＭ１７１にも入る。ＲＯｌ’１１７１には、Ａ相信
号による６ビソトとＢ相信号による６ビツトの合計１２
ビツトで表わされる２１２通りの場合のそれぞれについ
で、Ａ Ｚ ＋Ｂ Ｚの値が予め定めた値よりも大きい
か（１）小さいか（０）の判定結果が格納されており、
１２ビツトの値が人力されるとその判定結果を出力する
。判定結果は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１で構成された平
均化回路１８に入力され、短かい期間内の変動が除去さ
れて、帰還制御回路１９へ入力される。帰還制御回路１
９はＯＰアンプと抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２で構成され
設定回路２０からの入力から平均化回路１８からの入力
を差し引き、その結果を時間的に積分した値に相当する
電圧を出力する。積分する目的は制御信号の細かい変動
を押さえるためである。帰還制御回路１９の出力は発光
ダイオードＤ１と抵抗Ｒ１で構成される発光素子１１へ
入力され、その電圧に対応した電流が発光ダイオードＤ
Ｉに流れる。設定回路２０は抵抗Ｒ４およびＲ５で構成
され、発光ダイオードＤ１の明るさを設定するものであ
る。
ＲＯＭ１７１にも入る。ＲＯｌ’１１７１には、Ａ相信
号による６ビソトとＢ相信号による６ビツトの合計１２
ビツトで表わされる２１２通りの場合のそれぞれについ
で、Ａ Ｚ ＋Ｂ Ｚの値が予め定めた値よりも大きい
か（１）小さいか（０）の判定結果が格納されており、
１２ビツトの値が人力されるとその判定結果を出力する
。判定結果は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１で構成された平
均化回路１８に入力され、短かい期間内の変動が除去さ
れて、帰還制御回路１９へ入力される。帰還制御回路１
９はＯＰアンプと抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２で構成され
設定回路２０からの入力から平均化回路１８からの入力
を差し引き、その結果を時間的に積分した値に相当する
電圧を出力する。積分する目的は制御信号の細かい変動
を押さえるためである。帰還制御回路１９の出力は発光
ダイオードＤ１と抵抗Ｒ１で構成される発光素子１１へ
入力され、その電圧に対応した電流が発光ダイオードＤ
Ｉに流れる。設定回路２０は抵抗Ｒ４およびＲ５で構成
され、発光ダイオードＤ１の明るさを設定するものであ
る。
第３図は本発明の第２の実施例を表わしている。
本実施例では演算回路１７をアナログ乗算器１７２゜１
７３とアナログ加算器１７４等で構成している。
７３とアナログ加算器１７４等で構成している。
受光素子１２ 、１３を流れる電流の形で発生したＡ相
信号およびＢ相信号は増幅器２１１ 、２１２で増幅さ
れ、信号解析器１５に入力される一方、アナログ乗算器
１７２ 、１７３へも入力される。アナログ乗算器１７
２および１７３の出力電圧はそれぞれＡ２およびＢ２に
対応しており、それらはアナログ加算器１７４に入力さ
れて両者の和に対応する出力電圧が得られる。コンパレ
ータ１７５において、抵抗Ｒ６およびＲ７で定められた
電圧と比較され、その結果が平均化回路１８へ入力され
る。平均化回路１８以降の各回路の構成と働きは前記の
第１実施例と同様なので説明を省略する。
信号およびＢ相信号は増幅器２１１ 、２１２で増幅さ
れ、信号解析器１５に入力される一方、アナログ乗算器
１７２ 、１７３へも入力される。アナログ乗算器１７
２および１７３の出力電圧はそれぞれＡ２およびＢ２に
対応しており、それらはアナログ加算器１７４に入力さ
れて両者の和に対応する出力電圧が得られる。コンパレ
ータ１７５において、抵抗Ｒ６およびＲ７で定められた
電圧と比較され、その結果が平均化回路１８へ入力され
る。平均化回路１８以降の各回路の構成と働きは前記の
第１実施例と同様なので説明を省略する。
以上説明したように本発明によれば、振幅調整用として
新たに受光素子を追加することなく、発光素子のみなら
ず受光素子を含めた回路全体に含まれる素子の経年変化
および温度特性による総合的な影響を除くことができる
自動振幅補正機能付エンコーダが実現される。
新たに受光素子を追加することなく、発光素子のみなら
ず受光素子を含めた回路全体に含まれる素子の経年変化
および温度特性による総合的な影響を除くことができる
自動振幅補正機能付エンコーダが実現される。
第１図は本発明の原理を表わす原理構成図、第２図は本
発明の第１実施例を表わす図、第３図は本発明の第２実
施例を表わす図である。 図において、 １１・・・発光素子、 １２ 、１３・・・受光素
子、１４・・・遮光スリット、 １６・・・自動振幅
補正器、１７・・・ＡＺ ＋ １３２演算回路。
発明の第１実施例を表わす図、第３図は本発明の第２実
施例を表わす図である。 図において、 １１・・・発光素子、 １２ 、１３・・・受光素
子、１４・・・遮光スリット、 １６・・・自動振幅
補正器、１７・・・ＡＺ ＋ １３２演算回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、発光素子（１１）と発光素子（１２、１３）との間
に、位置検知すべき移動体の変位に連動して変位する遮
光スリット（１４）を設け、該受光素子（１２、１３）
より該移動体の変位に応答するＡ相信号およびＢ相信号
を出力せしめ、それらを解析して該移動体の位置信号を
出力するエンコーダであって、該Ａ相信号およびＢ相信
号が互いに位相が９０゜異なる正弦波であるエンコーダ
において、該Ａ相信号の強度の２乗と該Ｂ相信号の強度
の２乗との和の計算からなるＡ＾２＋Ｂ＾２演算を行な
い、その結果と予め定めた量とを比較し、比較結果に応
じて発光素子（１１）の発する光の強度を制御する帰還
制御信号を出力する自動振幅補正器（１６）を設けたこ
とを特徴とする自動振幅補正機能付エンコーダ。 ２、前記自動振幅補正器（１６）が、 前記Ａ相信号およびＢ相信号を入力とし、前記比較結果
に相当する判定信号を出力するＡ＾２＋Ｂ＾２演算回路
（１７）と、 該判定信号を入力とし、該判定信号を予め定めた時定数
のもとに平均化して平均化判定信号を出力する平均化回
路（１８）と、 予め定めた設定値を出力する設定回路（２０）と、該設
定回路（２０）の出力と平均化回路（１８）の出力とを
入力とし、前記帰還制御信号を出力する帰還制御回路（
１９）よりなる特許請求の範囲第１項記載のエンコーダ
。 ３、前記帰還制御回路（１９）が、前記設定回路（２０
）の出力から前記平均化回路（１８）の出力を差し引き
、さらに予め定めた時定数のもとに積分した結果に相当
する前記帰還制御信号を出力する特許請求の範囲第２項
記載のエンコーダ。 ４、前記帰還制御回路（１９）が出力する前記帰還制御
信号に応答して該発光素子（１１）内を流れる電流を変
化させることにより、該発光素子（１１）の発する光の
強度を変化させ、さらにそれによって前記Ａ相信号およ
びＢ相信号の振幅を変化させる特許請求の範囲第３項記
載のエンコーダ。 ５、前記受光素子（１２、１３）と前記Ａ＾２＋Ｂ＾２
演算回路（１７）との間に、該受光素子（１２、１３）
の出力を増幅する増幅器（２１１、２１２）と該増幅器
の出力をＡ／Ｄ変換してそれぞれｍビットおよびｎビッ
トのデジタル化したＡ相信号およびＢ相信号の形で該Ａ
＾２＋Ｂ＾２演算回路（１７）へ供給するＡ／Ｄ変換器
（２１３、２１４）を具備する特許請求の範囲第４項記
載のエンコーダ。 ６、前記Ａ＾２＋Ｂ＾２演算回路（１７）が、前記ｍビ
ットおよびｎビットのデジタル化したＡ相信号およびＢ
相信号の合計ｍ＋ｎビットの信号で表わされる２＾ｍ＾
＋＾ｎ通りの場合のそれぞれについて、前記Ａ＾２＋Ｂ
＾２演算の結果が予め定めた値よりも大きいか小さいか
の判定結果が格納されているＲＯＭ（１７１）を具備す
る特許請求の範囲第５項記載のエンコーダ。 ７、前記受光素子（１２、１３）と前記Ａ＾２＋Ｂ＾２
演算回路（１７）との間に、該受光素子（１２、１３）
の出力を増幅して該Ａ＾２＋Ｂ＾２演算回路（１７）を
設ける特許請求の範囲第４項記載のエンコーダ。 ８、前記Ａ＾２＋Ｂ＾２演算回路（１７）がアナログ乗
算器（１７２、１７３）、アナログ加算器（１７４）、
基準電圧発生器（１７６）および比較器（１７５）より
なる特許請求の範囲第７項記載のエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25059987A JPH0194217A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 自動振幅補正機能付エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25059987A JPH0194217A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 自動振幅補正機能付エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0194217A true JPH0194217A (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=17210271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25059987A Pending JPH0194217A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 自動振幅補正機能付エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0194217A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318138A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Tamagawa Seiki Co Ltd | エンコーダ信号の振幅補正方法 |
| JP2013195071A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | 光学式エンコーダ |
| JP2014137283A (ja) * | 2013-01-17 | 2014-07-28 | Mitsubishi Electric Corp | 回転検出装置 |
| JP2015004559A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | パナソニック株式会社 | モータ位置検出器 |
| WO2021089182A1 (de) * | 2019-11-04 | 2021-05-14 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur erfassung der position eines bewegbaren teils und ein system zur durchführung des verfahrens |
-
1987
- 1987-10-06 JP JP25059987A patent/JPH0194217A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318138A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Tamagawa Seiki Co Ltd | エンコーダ信号の振幅補正方法 |
| JP2013195071A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | 光学式エンコーダ |
| JP2014137283A (ja) * | 2013-01-17 | 2014-07-28 | Mitsubishi Electric Corp | 回転検出装置 |
| JP2015004559A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | パナソニック株式会社 | モータ位置検出器 |
| WO2021089182A1 (de) * | 2019-11-04 | 2021-05-14 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur erfassung der position eines bewegbaren teils und ein system zur durchführung des verfahrens |
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