JPH03287014A - 多回転アブソリュート・エンコーダ - 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、多回転アブソリュート・エンコーダに関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の多回転アブソリエート・エンコーダとし
て、特開昭６４−６ ているものが知られている。

このエンコーダは、ロータリエンコーダで、多トラック
型アブソリュートパターンを形成した符号板（Ａ）と、
該符号板に対して相対移動可能な検出部（Ｂ）からなる
。

符号板（Ａ）には、アブソリュート用第１トラック（多
トラックからなる）、インクリメンタル用第２トラック
（前記公報第３図（ａ）の最も内側のトラック）及び回
転数計測用第３トラック（前記公報第３図（ａ）の最も
外側のトラック）が３者兼用で形成されている。

他方、検出部（Ｂ）には、半径方向に■第１トラック（
多トラック）の各トラックについて１個配置されたセン
サ群を含み、電源投入時又は要求信号入力時に、前記セ
ンサ群により検出された１回転内の絶対位置情報をイン
クリメンタル信号のパルス数に変換して出力する（前記
公報第７図参照）第１検出器、■最も内側の第２トラッ
クに沿ってインクリメンタル・パターンを検出するセン
サを含み、前記センサにより検出された「前記絶対位置
からの移動量」をインクリメンタル信号のパルス数とし
て出力する（前記公報第７図参照）第２検出器、■第３
トラックに沿って回転数に相応するパルス数（１回転に
つき１パルス〉を発生する第３検出器、及び■第３検出
器からのパルス数から回転数を計数・記憶する第１カウ
ンタが設けられている。

第１カウンタは、主を源投入時又は要求信号入力時に、
それまでに既に回転した回転数を、計数・記憶しておく
もので、エンコーダの主電源とは別の電源電池等で常時
バックアンプされている。

前記公報の発明では、回転数は、アスキーコードとして
、出力されている。

従って、従来のエンコーダでは、主電源投入時又は要求
信号人力時に、 第１ステツプで、記憶された回転数が、第１カウンタか
らアスキーコードとして出力され、第２ステツプで、そ
の時の絶対位置情報が、第１検出器からインクリメンタ
ル信号のパルス数に変換されて出力され、 第３ステツプで、前記絶対位置からの移動量が、第２検
出器からインクリメンタル信号のパルス数として出力さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来（特開昭６４−６ 回転数をアスキーコードで出力しているため、そのまま
、ロボ７）、工作機械、各種製造機械等の一般的な応用
装置に取り付けることはできないと言う問題点があった
。

つまり、回転数を受は取る応用装置側のコントローラは
、アスキーコードを入力させることができないので、応
用装置側にアスキーコードをパルス数に変換する変換回
路を設けることが必要であった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明（請求項第１項）は、第１カウンタに記
憶された回転数を、インクリメンタル信号のパルス数に
変換して、出力するパルス変換手段を付加したものであ
る。

〔作用〕

本発明のエンコーダでは、（主）ｔＸ電源投入時は要求
信号入力時に、 第１ステンブで、記憶された回転数が、第１カウンタか
らパルス変換手段を経てインクリメンタル信号のパルス
数として出力され、 第２ステツプで、その時の絶対位置情報が、第１検出器
からインクリメンタル信号のパルス数に変換されて出力
され、 第３ステンブで、前記絶対位置からの移動量が、第２検
出器からインクリメンタル信号のパルス数として出力さ
れる。

従って、回転数、絶対位置及び移動量の全ての情報が、
単一の矩形波（パルス）として出力されるので、−船釣
な応用装置側のコントローラは、そのまま受は取ること
ができ、また、コントローラの構造も簡単になる。

ただ、エンコーダによっては、第１〜第２ステツプで、
回転数又は絶対位置の情報を出力中に、移動を開始する
場合がある。従って、その後、第３ステツプで、「電源
投入時又は要求信号入力時の絶対位置からの移動量」を
出力すると、正しい絶対位置（前記出力中に移動した移
動後の絶対位置）がエンコーダから出力されないと言う
第２の問題点が発生する。

そこで、本発明（請求項第２項）は、回転数又は絶対位
置の情報を出力中にその絶対位置が移動したとき、その
移動量を計数・記憶する第２カウンタ、及び前記第１検
出器の出力が終了した後、前記第２カウンタの記憶した
移動量を、インクリメンタル信号のパルス数に変換して
、出力する補正手段を付加したものである。

これによれば、第２ステツプの後、第３ステツプの前に
、第４ステツプとして、第２カウンタに記憶された移動
量（前記出力中に移動した移動量〉が、インクリメンタ
ル信号のパルス数として出力される。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、
本発明はこれに限られるものではない。

〔実施例〕

第１Ａ図は、本実施例にかかるエンコーダの概略平面図
であり、第１Ｂ図は、同しく概略側面図である。

エンコーダは、大きく分けて符号板４と検出部と符号板
４を回転させる回転軸１１とからなる。

符号板４には、同心円状に、１トラック型アブソリユー
ト・パターンを有するアブソリュート用第１トラックｌ
、その内側にインクリメンタル信号を発生させるインク
リメンタル用第２トラック２、及び１回転に１パルスを
発生させる回転数計測用第３トラック３がそれぞれ独立
に形成されている。

トラック１．２は、光学式の白黒パターンであるが、ト
ラック３は、磁気式のＳＮパターンである。

検出部は、第３トラック３に沿って検出することにより
１回転に１パルスを発生させるＭＲセンサからなる回転
数計測用第３検出器７、インクリメンタル用第２トラッ
ク２に沿ってインクリメンタル信号（移動量）を検出す
るインクリメンタル用第２検出器６、アブソリュート用
第１トラックｌに沿って検出することにより、ｉｓ投入
時又は要求信号入力時に、１回転内の絶対位置を検出す
るアブソリュート用センサ群５を含んでいる。

第１Ｂ図には、第１検出器５、第２検出器６、第３検出
器７の各端子８．９、ｌＯを示したが、実際は、これら
の端子は、第２図の端子８．９゜１０につながっている
。

第３検出器７で検出されたパルス（回転数に相当）は、
端子ｌＯを経て、第１カウンタ１３に人力し、それまで
の回転数が２進法数信号として記憶されている。第１カ
ウンタ１３は、別の電源電池（不図示）で駆動されてお
り、主電源がオフされても回転数を記憶している。

第１カウンタは、多回転数を保持しており、その値は１
回転内位置が２０４７−０　（２０４８パルスの場合）
の時、第１カウンタがインクリメントされ、０−２０４
７の時、第１カウンタがデクリメントされなければなら
ない。

しかし、１回転内位Ｉが２０４７−０に変化するのと同
時に第１カウンタがインクリメントされるように第１ト
ラックと第３トラックとを製造時に一致させることは不
可能に近い。

そのため、本実施例においては、次のような工夫をこら
している。多回転検出用ＭＲセンサからの出力は第３図
のＲＡとＲＢの２本があり、１回転内絶対位置のＯの位
置がＲＡ　　ＨＲＢＬの範囲に調整されている。ｉＪ時
にはＲＢの立ち上がりで多回転カウンタ（第１カウンタ
）がインクリメントされ、ＣＣ−時にはＲＢの立ち下が
りで多回転カウントされる。このような動作をすると、
Ｃ−時とＣＣ−時で多回転カウンタの値が異なる。これ
は、ＲＢの立ち下がりの部分で、エンコーダが振動した
時、ミスカウントしないようにするためである。

多回転カウンタがインクリメントされる時は、ＲＡでＨ
がＩｌＢが立ち上がった後、ＲＡがＬでＲＢが立ち下が
った時であり、デクリメントされる時は、ＲＡがＬでＲ
Ｂが立ち上がった後、ＲＡがＨでＲＢが立ち下がった時
である。このようにすることで、多回転カウンタの動作
にヒステリシスを持たせたことになる。

Ｃ−時の多回転カウンタとＣ開時の多回転カウンタのず
れは、Ｒ８がＨの時、ＣＣ−時の多回転カウンタの値か
ら１を引くことで、Ｃ−時とＣＣ−時の多回転カウンタ
の値を一致させである。尚、開時とＣＣ−時の判定はＲ
Ｂの立ち上がりの時に行われる。

次に回転円絶対位置と多回転数変化の一致とを合致させ
る方法について説明する。

第　Ｉ　表（多回転数出力のための補正表）第１表に示
した多回転出力のための補正値を回転方向による補正を
した多回転カウンタ出力に第１表の補正値を加えると、
１回転円絶対位夏に同期した多回転数出力が第１カウン
タに入れられることになる。

リセットする時の動作は、１回転円データの最上位ビッ
トとＲＢの反転した値のアンドが多回転出力カウンタに
ロードされる。

第２図は、検出部（Ｂ）の主要部を示す信号処理回路図
であって、１２は、コントローラからの要求信号入力端
子である。

端子１２に入力する要求信号がハイレベルＨ−ローレベ
ルＬ−ハイレベルＨと変化すると、次の動作（１）〜（
３）が同時に進行する。

勤韮ユ土） 発振器２Ｂから発生したインクリメンタル用Ａ相Ｂ相信
号（パルス−一一一・−・・−・−図ではＢ相信号骨の
み図示）がカウンタ１５に人力し、パルス数を２進数値
として計測（カウント）する、そして、第１カウンタ１
３に記憶された回転数とカウンタ１５でカウントされた
パルス数とが一致すると、比較器１４の信号がＬとなり
ゲート１８を閉じる。

これにより記憶された回転数に相当するインクリメンタ
ル用Ａ相Ｂ相信号（パルス）がゲート１Ｂ−オアゲート
２６を経て、エンコーダの出力端子２７に出る。

従って、発振器２８、カウンタ！５及び比較器１４が、
本発明で言うパルス変換手段を構成する。

他方、デー）１Ｂが閉じたと同時にタイマー２１が作動
を開始し、所定時間（回転数の出力が済んだ後、多少経
過した時間）後にゲート１９を開く。

髪ＬｆＬＩＬ 第２検出器５が一回転内絶対位置をパラレルに検出して
シリアルに変換し、この情報が端子８からシフトレジス
タ２２に入力する。シフトレジスタ２２は、シリアルに
人力した絶対位置情報をパラレルに変換し、その値を固
定する。シフトレジスタ２２に固定された値は、１トラ
ック型アブソリユート・エンコーダであるので、絶対位
置に倣った単調増加する２進法数値になっていないため
、ＲＯＭ　（対照表）２３で２進法数値に変換され、出
力される。

一方、ゲート１９が開かれると同時にゲート３７も開か
れ、発振器２８から発生したインクリメンタル用Ａ相Ｂ
相信号（パルス）は、一つは■ゲート１９−オアゲート
２６を経て、エンコーダの出力端子２７へと出力し、も
う一つは■ゲート３７を経てカウンタ２５に入力する。

入力したパルス数は、カウンタ２５で２進数値として計
測（カウント）される。

そして、ＲＯＭ２３に記憶された絶対位置とカウンタ２
５でカウントされたパルス数とが一致すると、比較器２
４の出力はＬレベルになる。Ｌレベルになると、ゲート
１９が閉しる。

この結果、ゲート１９が開かれていた間に、０発振器２
８からゲート１９−オアゲート２６を経て、エンコーダ
の出力端子２７へと出力したパルス数は、絶対位置を示
すことになる。

しかしながら、電源投入後又は要求信号人力後、端子２
７から回転数又は絶対位置の情報の出力が完全に済まな
いうちに、符号板４が移動する場合がある。この場合に
は、出力した絶対位置が誤りになってしまう。

そこで、ＲＯＭ２３に記憶された絶対位置とカウンタ２
５でカウントされたパルス数とが一致して比較器２４の
出力がＬレベルになったとき、この信号でゲート３４を
開かせ、発振器２８からのインクリメンタル用Ａ相Ｂ相
信号（パルス）をカウンタ３２に入力させ、カウントさ
せる。

動産ユ１） フリップフロップ３６が作動してゲート２９を開く、そ
の結果、電源投入時又は要求信号入力時の後、仮に符号
板４が移動したら、移動量が端子９からインクリメンタ
ル用Ａ相Ｂ相信号（パルス）として入力し、このパルス
数（移動量）がゲート２９を経て、第２カウンタ３１で
カウント・記憶されている。

比較器３２は、第２カウンタ３■で記憶された「それま
での移動量に相当するパルス数」と、カウンタ３２でカ
ウントしたパルス数が一致すると、Ｌレベルになる。

このＬレベルの信号は、ゲート１９が閉じさせると同時
にゲート２０を開く。

その結果、ゲート１９が開かれていた間に、０発振器２
８からデーＨ９−オアゲート２６を経て、エンコーダの
出力端子２７へと出力したパルス数は、電源投入時又は
要求信号人力時の絶対位置と、回転数及び絶対位置情報
の出力中に移動した場合の移動量（「それまでの移動量
」＝補正値）との合計を示すことになる。

一方、ゲート２０が開くと、「それまで」の後の移動量
が、端子９からインクリメンタル用Ａ相Ｂ相信号（パル
ス）として入力し、これがゲート２０−オアゲート２６
を経て、エンコーダの出力端子２７へと出力する。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明（請求項第１項）によれば、「第１
カウンタに記憶された回転数をインクリメンタル信号の
パルス数に変換して出力するパルス変換手段」を付加し
たので、エンコーダの出力の全部（回転数、１回転内の
絶対位置及び移動量）を、インクリメンタル信号のパル
ス数として出力することができ、その結果、エンコーダ
の出力を受は取る応用装置側に「回転数を示すアスキー
コードをパルス数に変換する変換回路」を設ける必要が
ない。

従って、本発明のエンコーダが、そのまま使用できる。

また、請求項第２項の発明によれば、補正手段を設けた
ので、回転数又は絶対位置の情報を出力中に絶対位置が
移動した場合に、正しい絶対位置（移動後の絶対位置）
を出力することができることから信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、本発明の実施例にかかるエンコーダの概略
平面図であり、第１Ｂ図は、その側面図である。 第２図は、該実施例のエンコーダの信号処理回路のブロ
ック図である。 第３図は、該実施例のエンコーダの動作を説明する説明
図である。 １−　・− − −−− ７ ８〜１０ １ ２ ３ １ ２ 〔主要部分の符号の説明〕 アブソリュート用第１トラック インクリメンタル用第２トラック 回転数計測用第３トラック 符号板 第１検出器 第２検出器 第３検出器 −・・端子 回転軸 端子 第１カウンタ 第２カウンタ ：ｌｙ″′７９　−１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アブソリュート用第１トラック、インクリメンタル
   用第２トラック及び回転数計測用第３トラックがそれぞ
   れ独立に又は兼用して形成された符号板 （Ａ）；並びに回転数に相応するパルス数を発生する第
   ３検出器、第３検出器からのパルス数から回転数を計数
   ・記憶する第１カウンタ、電源投入時又は要求信号入力
   時の１回転内の絶対位置情報をインクリメンタル信号の
   パルス数に変換して出力する第１検出器、及び前記絶対
   位置からの移動量をインクリメンタル信号のパルス数と
   して出力する第２検出器を備えた検出部（Ｂ）であって
   、前記符号板に対して相対移動可能な検出部 （Ｂ）；からなる多回転アブソリュート・エンコーダに
   おいて、前記カウンタに記憶された回転数を、インクリ
   メンタル信号のパルス数に変換して、出力するパルス変
   換手段を付加したことを特徴とするエンコーダ。 ２　回転数又は絶対位置情報を出力中にその絶対位置が
   移動したとき、その移動量を計数・記憶する第２カウン
   タ、及び前記第１検出器の出力が終了した後、前記第２
   カウンタの記憶した移動量を、インクリメンタル信号の
   パルス数に変換して、出力する補正手段を付加したこと
   を特徴とする請求項第１項記載の多回転アブソリュート
   ・エンコーダ。