JPH03282369A - エンコーダの速度検出装置 - Google Patents
エンコーダの速度検出装置Info
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- JPH03282369A JPH03282369A JP8537890A JP8537890A JPH03282369A JP H03282369 A JPH03282369 A JP H03282369A JP 8537890 A JP8537890 A JP 8537890A JP 8537890 A JP8537890 A JP 8537890A JP H03282369 A JPH03282369 A JP H03282369A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ロボット、工作機械なとに使われるモータ
等の回転軸に設けられるエンコーダの速度検出装置に関
し、特に低速回転から高速回転まで回転速度を高精度に
検出し得るエンコーダの速度検出装置に関する。
等の回転軸に設けられるエンコーダの速度検出装置に関
し、特に低速回転から高速回転まで回転速度を高精度に
検出し得るエンコーダの速度検出装置に関する。
エンコーダは周知のように位置センサてあり、軸か一定
角回転するごとに１つのパルスを発生する。
角回転するごとに１つのパルスを発生する。
従来、この位置センサとしてのエンコーダを用いて軸の
回転速度を検出する際には、通常次の２方式のいずれか
が用いられていた。
回転速度を検出する際には、通常次の２方式のいずれか
が用いられていた。
第１はパルス個数計数方式であり、一定サンプリング期
間内に発生するパルス数をカウントするものである。第
２は周期計測方式であり、パルスの発生する時間間隔を
測定するものである。
間内に発生するパルス数をカウントするものである。第
２は周期計測方式であり、パルスの発生する時間間隔を
測定するものである。
しかしながら、パルス個数計数方式は高速回転において
高精度であるが、低速になればなるほどサンプリング周
期内に発生するパルス数が減少するため低速での精度が
低下するという問題がある。
高精度であるが、低速になればなるほどサンプリング周
期内に発生するパルス数が減少するため低速での精度が
低下するという問題がある。
一方、周期計測方式は低速回転において高精度であるか
、高速になればなるほどパルスの発生１ｊ［か短くなる
ため高速での精度が低下するという問題がある。
、高速になればなるほどパルスの発生１ｊ［か短くなる
ため高速での精度が低下するという問題がある。
そこで、高速域ではパルス個数計数方式を選択し、低速
域では周期計測方式を選択するというように上記２方式
を切り替えることで全速度域での精度を維持しようとす
る方式か提案されている。
域では周期計測方式を選択するというように上記２方式
を切り替えることで全速度域での精度を維持しようとす
る方式か提案されている。
しかしながらこの方式においても、中速度域では上記両
方式の精度が悪く、また切り替えを行った場合、切り替
え前後で実際の回転速度が同じであっても周期計測方式
とパルス個数計数方式とで全く同じ検出速度が得られる
とは限らないので、かかる検出に基づく速度制御を行う
と、制御が不安定になるという問題がある。
方式の精度が悪く、また切り替えを行った場合、切り替
え前後で実際の回転速度が同じであっても周期計測方式
とパルス個数計数方式とで全く同じ検出速度が得られる
とは限らないので、かかる検出に基づく速度制御を行う
と、制御が不安定になるという問題がある。
この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、全
速度域で高精度の速度検出をなし得るエンコーダの速度
検出装置を提供することを目的とする。
速度域で高精度の速度検出をなし得るエンコーダの速度
検出装置を提供することを目的とする。
この発明では、エンコーダの出力パルスから軸の回転速
度ωを検出するエンコーダの速度検出装置において、所
定のサンプリング周期Ｔ内に発生されたエンコーダのパ
ルス数Ｎをカウントするカウント手段と、当該サンプリ
ング周期の開始以前の最後のエンコーダのパルスが出力
された時点から当該サンプリング周期の終了以後の最初
のエンコーダのパルスが出力された時点までの期間Ｔｇ
を計測する期間計測手段と、前記カウント手段のカウン
ト値Ｎに１を加えた値（Ｎ＋１）を前記期間計測手段の
計測値Ｔｇで除し、この除算値（Ｎ＋１）／Ｔｇに基ず
き軸の回転速度ωを求める演算手段とを具えるようにす
る。
度ωを検出するエンコーダの速度検出装置において、所
定のサンプリング周期Ｔ内に発生されたエンコーダのパ
ルス数Ｎをカウントするカウント手段と、当該サンプリ
ング周期の開始以前の最後のエンコーダのパルスが出力
された時点から当該サンプリング周期の終了以後の最初
のエンコーダのパルスが出力された時点までの期間Ｔｇ
を計測する期間計測手段と、前記カウント手段のカウン
ト値Ｎに１を加えた値（Ｎ＋１）を前記期間計測手段の
計測値Ｔｇで除し、この除算値（Ｎ＋１）／Ｔｇに基ず
き軸の回転速度ωを求める演算手段とを具えるようにす
る。
かかる本発明の構成によれば、カウント手段により所定
のサンプリング周期Ｔ内に発生されたエンコーダのパル
ス数Ｎをカウントし、期間計測手段により当該サンプリ
ング周期の開始以前の最後のエンコーダのパルスが出力
された時点から当該サンプリング周期の終了以後の最初
のエンコーダのパルスか出力された時点までの期間Ｔｇ
を計測する。演算手段ではこれらカウント手段および期
間計測手段の出力を用いて（Ｎ＋１）／Ｔｇの演算を行
い、この演算値に基ずき軸の回転速度ωを求めるように
する。
のサンプリング周期Ｔ内に発生されたエンコーダのパル
ス数Ｎをカウントし、期間計測手段により当該サンプリ
ング周期の開始以前の最後のエンコーダのパルスが出力
された時点から当該サンプリング周期の終了以後の最初
のエンコーダのパルスか出力された時点までの期間Ｔｇ
を計測する。演算手段ではこれらカウント手段および期
間計測手段の出力を用いて（Ｎ＋１）／Ｔｇの演算を行
い、この演算値に基ずき軸の回転速度ωを求めるように
する。
以下、この発明を添付図面に示す実施例にしたがって詳
細に説明する。
細に説明する。
まず第１図にしたかって本発明を原理的に説明する。第
１図（ａ）はエンコーダの出力パルスを、同図（ｂ）は
周期Ｔのサンプリングパルスを、同図（Ｃ）は周期ｔの
クロックパルスを示すものである。この速度検出装置で
は、サンプリング周期Ｔの間に発生したエンコーダのパ
ルス数Ｎを計測するとともに、サンプリング周期開始以
前の最後のパルスが発生してからサンプリング周期終了
後最初のパルスが発生するまでの時間Ｔｇを計測し、軸
の回転速度をωを下記（１）式に従って求める。
１図（ａ）はエンコーダの出力パルスを、同図（ｂ）は
周期Ｔのサンプリングパルスを、同図（Ｃ）は周期ｔの
クロックパルスを示すものである。この速度検出装置で
は、サンプリング周期Ｔの間に発生したエンコーダのパ
ルス数Ｎを計測するとともに、サンプリング周期開始以
前の最後のパルスが発生してからサンプリング周期終了
後最初のパルスが発生するまでの時間Ｔｇを計測し、軸
の回転速度をωを下記（１）式に従って求める。
ω−Ｋ （Ｎ＋ １）／Ｔｇ ・・・ （１）た
たし、上記（１）式において、Ｔｇ−ｎｔてあり、また
定数には１回転当りエンコーダが発生するパルス数と速
度の単位によって決まる定数である。
たし、上記（１）式において、Ｔｇ−ｎｔてあり、また
定数には１回転当りエンコーダが発生するパルス数と速
度の単位によって決まる定数である。
かかる速度検出方式による速度検出精度σは期間Ｔｇを
計測するクロックの分解能ｔにより決まり、ｔ／Ｔｇと
なる。この精度σは、Ｔｇ＞Ｔであるため、常にｔ／Ｔ
以下である。従って本速度検出方式によれば、ｔ／Ｔが
所望の分解能σ１となるようにｔとＴを決定しておけば
、検出精度を高速域から低速域まで前記所望の分解能σ
１以内に収めることかできる。
計測するクロックの分解能ｔにより決まり、ｔ／Ｔｇと
なる。この精度σは、Ｔｇ＞Ｔであるため、常にｔ／Ｔ
以下である。従って本速度検出方式によれば、ｔ／Ｔが
所望の分解能σ１となるようにｔとＴを決定しておけば
、検出精度を高速域から低速域まで前記所望の分解能σ
１以内に収めることかできる。
第２図は、かかる速度検出方式の具体構成例を示すもの
であり、モータ１に取り付けられたエンコーダ２からは
モータ１の回転軸が一定角度回転するごとにパルスが発
生される。エツジ検出回路３は入力されたエンコーダパ
ルスの工・ソジを検出し、検出信号ＥＰ（第３図、第４
図（ａ））を出力する。
であり、モータ１に取り付けられたエンコーダ２からは
モータ１の回転軸が一定角度回転するごとにパルスが発
生される。エツジ検出回路３は入力されたエンコーダパ
ルスの工・ソジを検出し、検出信号ＥＰ（第３図、第４
図（ａ））を出力する。
サンプリングパルス発生回路４はサンプリング周期Ｔを
決定するためのサンプリングパルス信号ＳＰ′を発生す
る。エツジ検出回路５は入力されたサンプリングパルス
信号ＳＰ′のエツジを検出し、検出信号ＳＰ（第３図、
第４図（ｂ））を出力する。
決定するためのサンプリングパルス信号ＳＰ′を発生す
る。エツジ検出回路５は入力されたサンプリングパルス
信号ＳＰ′のエツジを検出し、検出信号ＳＰ（第３図、
第４図（ｂ））を出力する。
パルス判別回路６はフリップフロップ７およびアンドゲ
ート８で構成されており、このパルス判別回路６にエン
コーダパルスＥＰおよびサンプリングパルスＳＰが入力
されると、フリップフロップ７の出力ＱＳＱおよびアン
ドゲート８の出力ＨＰは第４図（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うになり、結果的にパルス判別回路６からは各サンプリ
ング周期Ｔの終了後最初に発生したエンコーダパルスの
みが抽出されて出力される（第３図（Ｃ））。
ート８で構成されており、このパルス判別回路６にエン
コーダパルスＥＰおよびサンプリングパルスＳＰが入力
されると、フリップフロップ７の出力ＱＳＱおよびアン
ドゲート８の出力ＨＰは第４図（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うになり、結果的にパルス判別回路６からは各サンプリ
ング周期Ｔの終了後最初に発生したエンコーダパルスの
みが抽出されて出力される（第３図（Ｃ））。
クロック発生回路９はエンコーダパルスＥＰの間隔を計
測するためのクロック信号ＣＫＩを発生し、これをカウ
ンタ１０に入力する（第３図（ｄ））。カウンタ１０は
エツジ検出回路３から出力されるエンコーダパルスＥＰ
の立ち下がりてリセットされるもので、クロック信号Ｃ
ＫＩをカウントすることによりエンコーダパルスＥＰの
間隔Ｔａを逐次計測し、計測値”ＥＰをカウンタ１１に
出力する（第３図°（ｅ）ン。
測するためのクロック信号ＣＫＩを発生し、これをカウ
ンタ１０に入力する（第３図（ｄ））。カウンタ１０は
エツジ検出回路３から出力されるエンコーダパルスＥＰ
の立ち下がりてリセットされるもので、クロック信号Ｃ
ＫＩをカウントすることによりエンコーダパルスＥＰの
間隔Ｔａを逐次計測し、計測値”ＥＰをカウンタ１１に
出力する（第３図°（ｅ）ン。
カウンタ１１はパルス判別回路６の出力信号ＨＰをロー
ド信号としてカウンタ１０のカウント値ＴＥＰを初期セ
ットすると共に、先のクロック発生回路９のクロック信
号ＣＫ１をカウントするものである（第３図（ｆ））。
ド信号としてカウンタ１０のカウント値ＴＥＰを初期セ
ットすると共に、先のクロック発生回路９のクロック信
号ＣＫ１をカウントするものである（第３図（ｆ））。
すなわち、カウンタ１１はパルス判別回路６から信号Ｈ
Ｐが入力される度にカウンタ１０のカウント値”ＥＰを
初期値にセットし、このセットした値ＴＥＰを初期値と
してクロック信号ＣＫＩのカウント動作を次の信号ＨＰ
が人力されるまで行うものである。カウンタ１１のカウ
ント値ＴｃＴはラッチ回路１２でラッチされる。
Ｐが入力される度にカウンタ１０のカウント値”ＥＰを
初期値にセットし、このセットした値ＴＥＰを初期値と
してクロック信号ＣＫＩのカウント動作を次の信号ＨＰ
が人力されるまで行うものである。カウンタ１１のカウ
ント値ＴｃＴはラッチ回路１２でラッチされる。
ラッチ回路１２はパルス判別回路６の出力信号ＨＰの立
ち上がりでカウンタ１１のカウント値ＴＣＴをラッチす
るものであり、したがってラッチ回路１２には信号ＨＰ
の立ち上がり時点でのカウンタ１１のカウント値”ＣＴ
が逐次ラッチされる（第３図（ｇ））。すなわち、カウ
ンタ１１のカウント値Ｔ。Ｔを信号ＨＰの立ち上がり時
点てラッチすることてカウンタ１１のカウント値ＴｃＴ
は、当該サンプリング周期の開始以前の最後のエンコー
ダパルスＥＰが出力された時点から当該サンプリング周
期の終了以後の最初のエンコーダパルスＥＰが出力され
た時点までの期間Ｔｇを現していることになる。なぜな
らば、カウンタ１１が実際にカウントしている時間間隔
Ｔｃ（第３図（ｆ））は当該サンプリング周期中の最初
のパルスが発生した時点から次のサンプリング周期中に
最初のパルスが発生した時点までの期間を現わしている
ことになり、またこのカウンタ１１に初期セットされる
カウンタ１０のカウント値ＴＥＰは当該サンプリンク期
間の以前の最後のエンコーダパルスＥＰが出力された時
点から当該サンプリング周期中の最初のパルスが発生し
た時点までの期間Ｔａ（第３図（ａ））を現わしている
ことになり、結果的に信号ＨＰの立ち上がり時点でのカ
ウンタ１１のカウント値ＴｃＴはＴｃ＋Ｔａを現わして
いることになるからである。
ち上がりでカウンタ１１のカウント値ＴＣＴをラッチす
るものであり、したがってラッチ回路１２には信号ＨＰ
の立ち上がり時点でのカウンタ１１のカウント値”ＣＴ
が逐次ラッチされる（第３図（ｇ））。すなわち、カウ
ンタ１１のカウント値Ｔ。Ｔを信号ＨＰの立ち上がり時
点てラッチすることてカウンタ１１のカウント値ＴｃＴ
は、当該サンプリング周期の開始以前の最後のエンコー
ダパルスＥＰが出力された時点から当該サンプリング周
期の終了以後の最初のエンコーダパルスＥＰが出力され
た時点までの期間Ｔｇを現していることになる。なぜな
らば、カウンタ１１が実際にカウントしている時間間隔
Ｔｃ（第３図（ｆ））は当該サンプリング周期中の最初
のパルスが発生した時点から次のサンプリング周期中に
最初のパルスが発生した時点までの期間を現わしている
ことになり、またこのカウンタ１１に初期セットされる
カウンタ１０のカウント値ＴＥＰは当該サンプリンク期
間の以前の最後のエンコーダパルスＥＰが出力された時
点から当該サンプリング周期中の最初のパルスが発生し
た時点までの期間Ｔａ（第３図（ａ））を現わしている
ことになり、結果的に信号ＨＰの立ち上がり時点でのカ
ウンタ１１のカウント値ＴｃＴはＴｃ＋Ｔａを現わして
いることになるからである。
ラッチ回路１２のラッチ内容ＬＴＩはＣＰＵｌ３に入力
される。
される。
一方、カウンタ１４はパルス判別回路６の出力信号ＨＰ
の立ち下かりてリセットされるもので、エンコーダパル
スＥＰをカウントすることにより信号ＨＰが出力されて
から次の信号ＨＰが出力されるまでのエンコーダパルス
ＥＰの個数Ｎｃ］、を計数する（第３図（ｈ））。この
カウンタ１４のカウント値ＮｃＴはパルス判別回路６の
出力信号ＨＰの立ち上がりでラッチ回路１５にラッチさ
れる（第３図（ｉ））。したがって、ラッチ回路１５の
ラッチ内容ＬＴ２はサンプリング周期Ｔ内に発生したエ
ンコーダパルス数Ｎを現していることになる。ラッチ回
路１５のラッチデータＬＴ２はＣＰＵ１３に入力される
。
の立ち下かりてリセットされるもので、エンコーダパル
スＥＰをカウントすることにより信号ＨＰが出力されて
から次の信号ＨＰが出力されるまでのエンコーダパルス
ＥＰの個数Ｎｃ］、を計数する（第３図（ｈ））。この
カウンタ１４のカウント値ＮｃＴはパルス判別回路６の
出力信号ＨＰの立ち上がりでラッチ回路１５にラッチさ
れる（第３図（ｉ））。したがって、ラッチ回路１５の
ラッチ内容ＬＴ２はサンプリング周期Ｔ内に発生したエ
ンコーダパルス数Ｎを現していることになる。ラッチ回
路１５のラッチデータＬＴ２はＣＰＵ１３に入力される
。
ＣＰｏｌＢでは先の第（１）式に示した演算、ω−Ｋ
（Ｎ＋１）／Ｔｇを行うことで、モータ１の回転軸の回
転速度ωを算出する。ここで、Ｎに１を加えた値（Ｎ＋
１）は期間Ｔｇ内に軸が実際に回転した角度に相当する
。
（Ｎ＋１）／Ｔｇを行うことで、モータ１の回転軸の回
転速度ωを算出する。ここで、Ｎに１を加えた値（Ｎ＋
１）は期間Ｔｇ内に軸が実際に回転した角度に相当する
。
なお、第２図に示した各回路構成は実施例に示したもの
と同等の機能を達成できるものであれば、他の任意の回
路構成に変更してもよい。
と同等の機能を達成できるものであれば、他の任意の回
路構成に変更してもよい。
以上説明したようにこの発明によれば、常に一定の精度
を保ちつつ連続的に回転速度を算出できるために、回転
軸制御において、高速回転から低速回転まで高精度の速
度制御をなし得る。
を保ちつつ連続的に回転速度を算出できるために、回転
軸制御において、高速回転から低速回転まで高精度の速
度制御をなし得る。
第１図はこの発明を原理的に示すタイムチャート、第２
図はこの発明の実施例を示すブロック図、第３図および
第４図は実施例の作用を示すタイムチャートである。 １・・・モータ ２・・・エンコーダ ３．５・・
・エツジ検出回路 ４・・・サンプリングパルス発生
回路 ６・・・パルス判別回路 ９・・・クロック
発生回路 １０．１１．１４・・・カウンタ −２
．１５・・ラッチ １３・・ｃｐ第３図 第４図 第２図
図はこの発明の実施例を示すブロック図、第３図および
第４図は実施例の作用を示すタイムチャートである。 １・・・モータ ２・・・エンコーダ ３．５・・
・エツジ検出回路 ４・・・サンプリングパルス発生
回路 ６・・・パルス判別回路 ９・・・クロック
発生回路 １０．１１．１４・・・カウンタ −２
．１５・・ラッチ １３・・ｃｐ第３図 第４図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 エンコーダの出力パルスから軸の回転速度を検出する
エンコーダの速度検出装置において、所定のサンプリン
グ周期内に発生されたエンコーダのパルス数をカウント
するカウント手段と、当該サンプリング周期の開始以前
の最後のエンコーダのパルスが出力された時点から当該
サンプリング周期の終了以後の最初のエンコーダのパル
スが出力された時点までの期間を計測する期間計測手段
と、 前記カウント手段のカウント値に１を加えた値を前記期
間計測手段の計測値で除し、この除算値に基ずき軸の回
転速度を求める演算手段と、を具えるようにしたことを
特徴とするエンコーダの速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8537890A JPH03282369A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | エンコーダの速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8537890A JPH03282369A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | エンコーダの速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03282369A true JPH03282369A (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=13857067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8537890A Pending JPH03282369A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | エンコーダの速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03282369A (ja) |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP8537890A patent/JPH03282369A/ja active Pending
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