JPH03223621A - エンコーダの位相補正付き内挿方式 - Google Patents

エンコーダの位相補正付き内挿方式

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JPH03223621A
JPH03223621A JP1788090A JP1788090A JPH03223621A JP H03223621 A JPH03223621 A JP H03223621A JP 1788090 A JP1788090 A JP 1788090A JP 1788090 A JP1788090 A JP 1788090A JP H03223621 A JPH03223621 A JP H03223621A
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JP
Japan
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phase difference
data
output
analog
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Application number
JP1788090A
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English (en)
Inventor
Keiji Sakamoto
坂本 啓二
Mitsuyuki Taniguchi
満幸 谷口
Tokihisa Matsukane
説久 松金
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication of JPH03223621A publication Critical patent/JPH03223621A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、NC工作機械、産業用ロボット等で使用され
ているサーボモータに内蔵されたエンコーダ、および機
械のテーブル等に対して別置され、テーブルの移動を検
出するエンコーダに関する。
従来の技術 NC工作機械や産業用ロボット等に使用され、移動体の
移動や移動速度を検出するためのエンコーダは、通常、
移動体の移動によって正弦波信号(Ksinθ)のA相
信号と、該信号から90度位相の遅れたB相の正弦波信
号(Kstn(θ+90)=Kcosθ)を発生し、該
2つの正弦波信号から、正弦波1周期内の内挿信号θを
作っている。例えば、特開昭63−3.11119号公
報に示されるように、上記2つの正弦波信号を夫々A/
D変換器でデジタルデータに変換し、得られたデジタル
データをROMのアドレスに入力しく例えばROMのロ
ウおよびコラムアドレスに入力する) 、ROMには指
定されたアドレスに内挿データθが記憶されており、該
内挿データをROMから読み出すようになっている。
しかし、上記2つの正弦波信号の位相差が90度でない
場合、上記ROMから読み出されるデータは正確な内挿
データではなくなる。そこで、従来は2つの正弦波信号
を夫々ブラウン管オシログラフの垂直、水平の偏向板に
入力し、リサージュ図形を描かせて、該リサージュ図形
が円になるようにエンコーダの検出部を調整していた。
また、一方の正弦波信号を他方の正弦波信号に加算する
事によって、90度位相のずれた2つの信号を作り出す
アナログ調整を行っている。
発明が解決しようとする課題 上述したりサージュ図形による位相差誤差補正や、一方
の正弦波信号に他方の正弦波信号を加算して位相差誤差
を補正する方式は、人手によって行わねばならず、時間
と労働を要する。
そこで、本発明の目的は、自動的に位相差誤差を補正し
て正確な内挿データを得ることのできるエンコーダの位
相補正付き内挿方式を提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明は、2つの正弦波の値と位相差に応じた内挿デー
タを記憶する記憶手段と、上記2つの正弦波の位相差を
検出する位相差検出手段と、上記正弦波を夫々デジタル
データに変換するアナログ−デジタル変換器とを設け、
アナログ−デジタル変換器から出される上記2つの正弦
波のデータと、上記位相検出手段で検出される位相差デ
ータに基づいて、記憶手段より内挿データを得るように
した。
特に上記位相差検出手段は、上記各正弦波と夫々の正弦
波振幅中心レベルとを比較する比較器と、該比較器の出
力を入力する排他的論理和ゲートと、該ゲートの出力を
アナログ積分する積分器と、該積分器の出力をデジタル
データに変換して位相差データを得るアナログ−デジタ
ル変換器で構成する。
または、上記各正弦波をデジタルデータに変換する各ア
ナログ−デジタル変換器を、各正弦波の振幅中心レベル
以上で最上位ビットが「1」となるように設定し、上記
位相差検出手段を、上記各アナログ−デジタル変換器の
最上位ビットの信号を入力する排他的論理和ゲートと、
該ゲートの出力をアナログ積分する積分器と、該積分器
の出力をデジタルデータに変換して位相差データを得る
アナログ−デジタル変換器で構成する。そして、上記積
分器の出力をデジタルデータに変換するアナログ−デジ
タル変換器は、エンコーダで検出しようとする移動体の
移動速度が設定値以上になったときアナログ−デジタル
変換を行ううにする。
作用 2つの正弦波の値とその2つの正弦波間の位相差に応じ
て、上記記憶手段には正弦波の内挿データが記憶されて
いるから、上記位相差検出手段で検出される位相差デー
タと、上記各正弦波をアナログ−デジタル変換器でデジ
タルデータに変換した各正弦波データより内挿データを
上記記憶装置から読み出すことができる 上記位相差検出手段が、比較器、排他的論理和ゲート、
積分器、アナログ−デジタル変換器で構成されている場
合には上記比較器が、各正弦波入力レベルと夫々の正弦
波振幅中心レベルとを比較して、例えば、正弦波信号が
その中心レベルより大きいとき「1」を出力し、小さい
ときには「0」を出力するようにすれば、上記各比較器
からは第3図(a)、  (b)に示すように90度毎
「1」。
「0」が反転する信号が得られる。この2つの信号を上
記排他的論理和に入力すると、2つの正弦波が正確に9
0度位相がずれていれば、第3図(d)に示すように、
90度毎rlJ、rOJと変化する出力信号が該排他的
論理和ゲートから得られる。そして、この出力を積分す
れば、「1」。
「0」が同じ幅であるから、該積分器の出力は信号「1
」の電圧レベルVのV/2となる。この電圧レベルV/
2を位相誤差「0」、位相差90度としてROM2より
位相差データを得る。しかし、2つの正弦波の位相差が
90度でないと第3図の(d)の「1」およびrOJの
パルス幅が変わりてくる。例えばB相が人相より90度
以上遅れていると、「1」のパルス幅が90度以上、「
0」のパルス幅が90度以下となり該積分器の出力は(
V/2)+αの値となる。また逆にB相の遅れが90度
以下の場合では、積分器の出力は(V/2)−α の値
となる。そして、その値の大きさは位相差を示すことと
なり、この値をデジタル値に変換すれば、位相差データ
を得ることができる。
また、2つの正弦波信号はアナログ−デジタル変換器で
デジタル信号に変換されるものであるから、該アナログ
−デジタル変換器を各正弦波の振幅中心値で最大ビット
に「1」がたつようにセットすれば、該アナログ−デジ
タル変換器の最大ビットの出力は上記夫々の比較器の出
力と同じになる。そのため上器比較器を省略しアナログ
−デジタル変換器の最大ビット出力を上記排他的論理和
に入力すれば、位相差データを得ることができる。
実施例 第1図は本発明を実施する第1の実施例の回路ブロック
図で、ROM2には、正弦波のA相信号の値とB相信号
の値、および位相差データに応じた内挿データが記憶さ
れている。エンコーダの検出部より発生する正弦波のA
相信号と、該A相信号より90度位相の遅れたB相の信
号は夫々アナログ−デジタル変換器(以下A/D変換と
いう)la、lbに入力され、その出力をROM2に出
力している。さらに、A相、B相の信号は位相差検出手
段3の比較器13a、13bに夫々入力され、設定され
た夫々の振幅中心レベル電圧Va。
vbと比較され、設定電圧Va、Vbより大きいと「1
」 (ハイレベル)の信号が夫々比較器13a、13b
より排他的論理和ゲート10に出力される。排他的論理
和ゲート10の出力は抵抗R。
コンデンサCからなるアナログ積分器に入力されると共
に周波数を電圧に変換するF/V変換器11に入力され
、該F/V変換器11の出力は比較器12に入力されて
いる。比較器12は設定電圧VとF/V変換器12から
入力される電圧とを比較し、上記F/V変換器11の出
力が設定電圧Vc以上となると、A/D変換器14にA
/D変換指令を出力する。上記設定電圧Vcは、エンコ
ーダで速度1位置を検出する非移動体の速度が所定値に
達したときに、上記F/V変換器11から出力される電
圧に設定されている。抵抗R,コンデンサCからなる積
分器の出力はA/D変換器14に入力され、比較器12
から出力されるA/D変換指令によって該積分器の出力
をデジタル信号に変換して、位相差検出手段3の位相差
データ出力してROM2に出力する構成となっている。
次ぎに本実施例の動作を説明する。
比較器13a、13bは夫々A相、B相の振幅中心レベ
ルの設定電圧Va、Vbと比較されるから、第3図(a
)に示すようにA相、B相の信号が、振幅中心レベル以
上のとき、第3図(b)。
(C)に示すように「1」 (ハイレベル)、振幅中心
レベルより小さいとき「0」 (ローレベル)を出力す
ることとなる。その結果、各比較器13a、13bの出
力を入力する排他的論理和ゲート10からは第3図(d
)に示すように、入力信号の一方のみがrlJのときだ
け、rlJ、(+Vボルト)の信号を出力する。A相、
B相の正弦波信号が90度位相がずれているならば、排
他的論理和ゲート10の出力は位相90度の幅の11」
(+Vボルト)、rOJ  (0ボルト)のパルス信号
を出力し、この出力信号を抵抗R,コンデンサCの積分
器で積分すれば、積分器の出力は+■/2ボルトとなる
。しかし、B相信号がA相信号より90度以上遅れてい
ると、90度からの遅れ分だけ、排他的論理和ゲート1
0の「1」信号幅が長くなり、「0」信号の幅が短くな
る。逆に、遅れが90度以下ならば排他的論理和ゲート
10の「1」信号の幅は、その分だけ短くなり、「0」
信号の幅はその分だけ長くなる。そのため、抵抗R,コ
ンデンサCの積分器の積分値は、位相差90度のとき電
圧V/2ボルトで、90度より遅れると電圧はさらに増
加し、(V/2)+αとなる。
また、位相差が90度以下であると電圧値(V/2)−
αとなる。このことは、積分器の出力がA相、B相の位
相差を示すこととなる。一方排他的論理和ゲート10の
出力は、F/V変換器11に入力されているから、F/
V変換器11は排他的論理和ゲーテ10の出力パルス列
の出力速度に比例した電圧、すなわちエンコーダの検出
部が取り付けられた移動体の移動速度に比例した電圧を
出力する。F/V変換器11の出力電圧が設定電圧Vc
以上になると、比較器12はA/D変換指令をA/D変
換器14に出力し、該信号を受信したA/D変換器14
は積分器の出力であるアナログ電圧をデジタルデータ変
換し、位相差データとしてROM2に出力する。
ROM2は入力された位相差データと、A/D変換器L
a、lbでデジタルデータに変換された人相、B相の信
号データで指定されるアドレスより対応する内挿データ
を読みだし出力する。
A/D変換器3は一度変換した値を次ぎのA/D変換指
令が入力されるまで、記憶しており、また、人相、B相
の位相差が度々変化するものではないので、移動体が所
定速度以上になった時点で、その位相差を測定すれば十
分である。
第2図は本発明を実施する第2の実施例の回路ブロック
図で、第1の実施例と相違する点は、位相差検出手段4
が相違し、第1の実施例の位相差検出手段3から、比較
器13 a、  13 bが削除され、その代わりにA
/D変換器1a、lbの最上位ビットの信号が夫々排他
的論理和ゲート10に入力されている点で、位相差検出
手段が相違するのみであり、他の構成は、第1の実施例
と同一である。なお、第1の実施例と同一の構成は同一
の符号を付している。
この第2の実施例におけるA/D変換器1a。
1bは夫々の正弦波信号の振幅中心電圧レベルで、出力
のデジタル信号の最上位ビットMSBが「1」になるよ
うにセットしている。そのため、第3図(a)に示すよ
うな人相、B相の正弦波信号をA/D変換器1a、lb
でデジタル信号に変換すると、A相、B相の信号が振幅
中心レベルより大きいとき、A/D変換器1a、lbの
出力の最上位ビットMSBは、第3図(b)、  (c
)に示すように「1」出力となる。この出力は第1の実
施例の比較器13a、13bの出力と同一である。その
結果、第1の実施例で説明したように位相差検出手段4
は前述したように、位相差に応じた電圧を出力し、この
電圧を比較器12から出力されるA/D変換指令に応じ
て、A/D変換器14はデジタルデータに変換して位相
差データをROM2に出力する。ROM2はこの位相差
データとA/D変換器1a、1bから出力されるA相、
B相の正弦波データより内挿データを読みだし、出力す
る。
発明の効果 本発明は、エンコーダの検出部より出力されるA相、B
相の位相差を自動的に検出して、位相差を補正した正弦
波の内挿信号を出力するようにしたから、従来のように
、人手によるアナログ調整を必要とせず、また、アナロ
グ調整のための複雑な構成を必要としない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する第1の実施例の回路ブロック
図、第2図は本発明を実施する第2の実施例の回路ブロ
ック図、第3図は位相差検出のための作用説明図である
。 la、lb、14・・・アナログ−デジタル変換器、2
・・・ROM、3.4・・・位相差検出手段、11・・
・周波数−電圧変換器、 12.13a、13b−・・比較器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)位相差がある2つの正弦波から、該正弦波の内挿
    データを得るエンコーダにおいて、上記2つの正弦波の
    値と位相差に応じた内挿データを記憶する記憶手段と、
    上記2つの正弦波の位相差を検出する位相差検出手段と
    、上記正弦波を夫々デジタルデータに変換するアナログ
    −デジタル変換器とを設け、アナログ−デジタル変換器
    から出される上記2つの正弦波のデータと上記位相検出
    手段で検出される位相差データに基づいて、上記記憶手
    段より内挿データを得るエンコーダの位相補正付き内挿
    方式。
  2. (2)上記位相差検出手段は、上記各正弦波と夫々の正
    弦波振幅中心レベルとを比較する比較器と、該比較器の
    出力を入力する排他的論理和ゲートと、該ゲートの出力
    をアナログ積分する積分器と、該積分器の出力をデジタ
    ルデータに変換して位相差データを得るアナログ−デジ
    タル変換器とで構成されている請求項1記載のエンコー
    ダの位相補正付き内挿方式。
  3. (3)上記各正弦波をデジタルデータに変換する各アナ
    ログ−デジタル変換器は、各正弦波の振幅中心レベル以
    上で最上位ビットが「1」となるように設定され、上記
    位相差検出手段は、上記各アナログ−デジタル変換器の
    最上位ビットの信号を入力する排他的論理和ゲートと、
    該ゲートの出力をアナログ積分する積分器と、該積分器
    の出力をデジタルデータに変換して位相差データを得る
    アナログ−デジタル変換器とで構成されている請求項1
    記載のエンコーダの位相補正付き内挿方式。
  4. (4)上記積分器の出力をデジタルデータに変換するア
    ナログ−デジタル変換器は、エンコーダで検出しようと
    する移動体の移動速度が設定値以上になったときアナロ
    グ−デジタル変換を行う請求項第2項または請求項第3
    項記載のエンコーダの位相補正付き内挿方式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998021553A1 (fr) * 1996-11-11 1998-05-22 Fanuc Ltd. Circuit d'interpolation de codeur

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998021553A1 (fr) * 1996-11-11 1998-05-22 Fanuc Ltd. Circuit d'interpolation de codeur
US6188341B1 (en) 1996-11-11 2001-02-13 Fanuc Ltd. Encoder interpolation circuit which corrects an interpolation angle between a received sine-wave encoder signal and a cosine-wave encoder signal

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