JPH0341314A - 位置・速度検出装置及び方法 - 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〕 本発明はロボット等の位置・速度検出方法及び装置に係
り、特にロボットを駆動するモータに接続された移動量
検出器の原信号をもとに微小一定距離毎にパルスを発生
する回路を設けることにより、高分解能化と可変分解能
化を図る位置・速度検出方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕 従来、移動量検出器としてエンコーダを用いて移動体の
位置・速度を高分解能で検出する位置・速度検出方法及
び装置については、特開昭６０２１６２６２号公報に記
載のように、エンコーダ２相原信号を波形整形すること
により得られる工／４周（９） 期毎に発生するエンコーダパルスを基型位置から検出時
まで計数することにより粗位置を求め、検出時のエンコ
ーダパルス間における微細位置をエンコーダ２相原信号
をサンプルホールド・Ａｌ１）変換し、逆正接演算する
ことにより求め、粗位置と微細位置の和として位置を高
分解能で検出し、その変化量から速度を高分解能で検出
する方法及び装置がある。

また、特公昭５９−５３５０５号公報に記載のように、
エンコーダパルスを用いて移動速度を精度よく検出する
方法として、移動速度とサンプリング周期の積がほぼ一
定となるように移動速度指令側に応じてサンプリング周
期を変えてサンプリング周期内のエンコーダパルスを計
数することにより、移動速度の大小によらずほぼ同一精
度で移動速度を検出する方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記第１の従来技術は、エンコーダパリスに基づく粗位
置検出とエンコーダ２相原信号を用いた微細位置検出を
行っているため、演算が複雑であ（１０） リ、演算時間によりサンプリング周期の短縮化が制約さ
れるという問題があり、制御目標に対する移動体の追従
性を高めるのに限界があるという問題があった。

また、上記第２の従来技術は、移動体の位置決め直前時
などの極低速動作時にサンプリング周期が著しく長くな
るため、位置決め時間が長くなるという問題があった。

本発明の目的は、短いサンプリング周期で簡易な演算の
みで移動体の位置・速度を移動速度の大小によらず同一
の高い分解能で検出でき、さらに必要に応じて移動体を
所望の分解能で位置決め可能とするため、中央処理部か
らの信号により分解能可変となる位置・速度検出装置及
び方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、位置・速度検出装置は、移
動体の移動速度に比例した交流の移動速度比例電圧と該
交流の零値を示す零値信号を出力する移動量検出器と、
前記移動速度比例電圧と零（工１） 値信号を入力してそれぞれ移動速度比例電圧バイアス出
力と零値信号バイアス出力を出力するバイアス電圧印加
回路と、前記移動速度比例電圧バイアス出力を入力して
該移動速度比例電圧バイアス信号と一次関数関係にある
周波数のパルスな発生する電圧制御発振器と、前記零値
信号を入力してパルスを発生する電圧制御発振器と、前
記移動速度比例電圧を入力して移動体の移動の正方向ま
たは逆方向を判定する移動方向判定回路と、前記移動速
度比例電圧バイアス出力を入力して電圧制御発振器が発
振するパルスと前記移動方向判定回路からの移動方向信
号を入力し該移動方向信号が示す移動方向毎にそれぞれ
パルスを計数する第１計数管及び第２計数管と、前記零
値信号バイアス出力を入力して電圧制御発振器が発振す
るパルスと前記移動方向判定回路からの移動方向信号を
入力し該移動方向信号が示す移動方向もにそれぞれパル
スを計数する第３計数管及び掲４計数管と、前記第１〜
第４計算管のそれぞれに計数開始・終了信号を送信する
手段と、前記各計数管出力を入力（１２） して前記移動体の位置を演算する中央処理部とを備えた
ことを特徴としている。

そして、前記移動量検出器は、２相正弦波状信号を発生
するエンコーダと、該２相正弦波状信号のそれぞれから
移動速度比例電圧を求める微分回路、増幅回路及び除算
回路と、該２相正弦波状信号が零値近傍となる領域を避
けた移動速度比例電圧を選択する選択回路と、該選択回
路で選択された移動速度比例電圧を出力するスイッチを
有する装置もしくはＦ／Ｖ変換器とから構成するのが良
い。また、前記移動量検出器にはレゾルバもしくはタコ
ジェネレータを用いてもよい。

前記第１〜第４計数器はそれぞれ一対の計数器で構成し
、一対の一方の計数器の計数終了時に他方の計数器に計
数開始させる手段を有することが好ましい。

そして、この位置・速度検出装置は前記移動速度比例電
圧バイアス出力をディジタル変換するディジタル変換装
置を有し、該ディジタル変換装置が前記中央処理装置に
接続されているものがよく（１３） また、前記移動量検出器が出力する２相正弦波状信号の
零値交差時にパルスを発生する波形整形回路と、該波形
整形回路が出力するパルスを前記移動体の各移動方向に
つき計数するアップダウン計数器と、該アップダウン計
数器のサンプリング周期毎にサンプリング信号を発生す
るサンプリングパルスタイマーと、前記アップダウン計
数器の計数した値を一時記憶する一時記憶回路を備えた
粗位置検出部を有すると有効である。

また、前記電圧制御発振器は、前記移動速度比例電圧バ
イアス出力及び零値バイアス出力の変化により抵抗値の
変化する電圧可変抵抗、インバータ素子、コンデンサ及
び抵抗からなるＣＲ型発振回路により構成するのがよい
。

このＣＲ型発振回路により構成された電圧制御発振器の
電圧可変抵抗以外の抵抗もしくはコンデンサの特性値を
前記中央処理部から送信される信号により可変とする受
動素子特性値可変手段を有すると好都合であり、その受
動素子特性値可変手段は、抵抗もしくはコンデンサをそ
の特性値の異（１４） なるものを複数個並列接続してなり、マルチプレクサと
直列接続し、該マルチプレクサを前記中央処理部にデコ
ーダを介して接続して、構成するのがよく、あるいはそ
の受動素子特性値可変手段は、電圧可変抵抗により構成
し、前記中央処理部からＤ／Ａｍ換器及びバイアス調整
回路を介して接続したものとしてもよい。

本発明の位置・検出装置は前記移動体を藺動するモータ
の制御装置に接続され、該モータの制御方法に関するプ
ログラムを前記中央処理部に備えて、そして移動量検出
器はロボット関節駆動用のモータもしくはロボット関節
に結合して用いることが右動である。

上記目的を達成するために、位置・速度検出方法として
は、上記の位置・速度検出装置を用いることにより、移
動量検出器の基準位置から検出時までの前記移動体の移
動量Ｘを、移動の正方向パルス計数値ＮＬＩ、移動の逆
方向バイアス計数値Ｎ。

とし、移動量検出器零値信号バイアス出力の正方向パル
ス計数値ＮＯＵ、移動の逆方向パルス計数値（１５） ＮＯＤとし、前回サンプリング時までの基準位ｆｉｆｅ
からのパルス数ＮＳ、電圧制御発振器のストローク当た
りのパルス発生分解能ＮＲ（パルス／スミ−ローフ）、
ストローク氾として、次式より求め、ＮＲ かつ、前記移動体の移動速度を、検出時の移動速度比例
電圧バイアス出力をＡ／Ｄ変換することにより求めるこ
とができる。

また、位置・速度検出方法として、上記の位置・速度検
出装置を用いることにより、移動量検出器の基準位置か
ら検出時までの前記移動体の移動Ｒｘを、移動の正方向
移動量検出器パルス計数値ＮＵＯ、移動の逆方向移動量
検出器バイアス計数値Ｎｏｏとし、移動量検出器のスト
ローク当たりの分解能ＮＲＯ、ストロークｆｌｏとし、
移動量検出器のパルス発生時から検出時までの電圧制御
発振器の移動の正方向パルス計数（ｉｆｆｉＮＵ、移動
の逆方向パルス計数伯ＮＤとし、移動量検出器零値信号
バイアス出力パルス計数値について移動の正方向パル（
１６） ス計数値ＮＯＵ、移動の逆方向パルス計数値ＮＯＤとし
、補間位置積算パルス数ＮＳ　、電圧制御発振器のスト
ロークＬ当たりのパルス発生分解能ＮＳ（パルス／スト
ローク）として、次式より求め、ＮＲＯＮＲ かつ、前記移動体の移動速度を検出時の移動速度比例電
圧バイアス出力をＡ／Ｄ変換することにより求めること
ができる。そして移動体の速度は前記検出時の位置Ｘの
変化量に基づき検出することができる。

そして、電圧制御発振器を前記ＣＲＲ型発振回路より構
威し、その電圧可変抵抗以外の抵抗もしくはコンデンサ
の特性値を前記中央処理部から送信された信号により可
変とする受動素子特性値可変手段として、前記のごとく
並列接続の抵抗もしくはコンデンサとマルチプレクサと
を用いて行う位置・速度検出方法の場合に、電圧制御発
振器による位置検出分解能を決める移動量検出器原信号
ピーク・トウ・ピーク電圧の印加時の発振パルス（１７
） 数可変幅を所望の値に最も近い値とするため、中央処理
部より受動素子選択用マルチプレクサに信号を所望の値
とするため、中央処理部より、遊適な特性値を府する受
動素子を選択し、所望の植に近い位ｔ＋Ｙ検出分解能を
うろことができる。

また、電圧制御発振器を前記ＣＲ型発振回路により構成
し、その電圧可変抵抗以外の抵抗もしくはコンデンサの
特性値を前記中央処理部から送信された信号により１Ｊ
変とする受動素子性Ｋ　イｉＩ’い】ｆ全手段として、
前記のごとく電圧可変抵抗を用いで行う位置・速度検出
方法の場合に、電圧制御発振器による位置検出分解能を
決める移動量検出器原信号ピーク・トウ・ピーク電圧の
印加時の発振パルス数可変幅を所望の値とするため、中
央処理部よりＤ／Ａ変換器に抵抗値データを所望の値と
するため、中央処理部よりＤ／Ａ変換器に抵抗値を所望
の抵抗値を得ることができる。

さらに、前記移動体の初期動作時に、移動量検出器パル
ス発生位置間の電圧制御発振器のパルス数Ｓを計数する
ことにより、イ＼′ｒ、Ｖｔ検出分解能を検（１８） 出し、次式 により、前記移動体の位置を検出することができる。

〔作用〕

移動体と接続された移動量検出器は、その移動部に一定
間隔毎に目盛が設けられており、それに光を照射するこ
とによりフォトダイオードで目盛の移動を検出する（光
学式）もしくは磁気センサで目盛の移動を検出する（残
気式）ことにより９０°位相の異なる２相の正弦波状の
移動量検出器原信号が得られる。２相信号の互いの位相
の進み、遅れは移動体の移動方向に依存する。

本発明の位置・速度検出装置は移動量検出器原信号の直
接波形処理するなどの方法により移動速度比例電圧を得
て、この電圧から速度によらず一定微小距離移動毎に発
生するパルスを生威し、計数することにより位置を検出
する構成となっている。

（１９） 移動量検出器より出力した移動速度比例電圧ｒＯ（ｒ：
定数、０：移動速度）はバイアス電圧印加回路に入力さ
れ、バイアス電圧印加回路は次式により求まる電圧Ｖ′
を出力する。

Ｖ’：＝ａｒｏ＋ｂ　（θ−≧−０　）　　　　　　　
　−（Ｉａ）Ｖ’＝ａｒθ−ｂ（θ＜　Ｏ）　　　　　
　　・・（ｌｂ）（ここでａ、ｂは定数） 電圧制御発振器はバイアス電圧印加回路からの電圧ｖ′
を入力して（２ａ）、　（２ｂ）式で示す一次関数関係
にある周波数ｆのパルスを発生する。

ｆ＝Ａ’　Ｖ’　＋Ｂ’ ＝Ａ’ａｒθ＋Ａ’　ｂ＋Ｂ’ΔＡＯ十Ｂ（０≧Ｏ）　
　　−（２ａ）ｆ＝−Ａ’　Ｖ’　＋Ｂ’ ＝−Ａ’　ａｒＯ＋Ａ’　ｂ十Ｂ’Δ−Ａθ＋Ｂ（θ＜
　Ｏ）・（２ｂ）電圧制御発信器より出力される発振パ
ルスを計数器により、計数開始時（時刻ｔｓ）から計数
終了時（時刻１Ｅ）まで移動方向毎に計数すると計数値
は（３ａ）〜（３ｄ）式で示される値となる。（ここで
ｔｓ＜　ｔ　＜　ｔ　ａ　：正方向移動、ｔａ＜ｔ＜ｔ
ａ：逆方向移動とする） （２０） また、パルス・位置変換定数ＮＲ（＝Ａ）とすると、計
数開始時からの相対位置θは、（４）式により求められ
る。（θＵ〉０．θＤく０）Ｒ ここで（２ａ）、　（２ｂ）式をもとに、移動速度θ、
ｎ。

で同一距離移動する際に要す時間ｔ　’Ｉ、　ｔ　ｑ／
　ｎを検出時間として発生パルス数を比較すると（ＩＮ
Ｔ：整数変換） （２１） となり、移動速度によらず同一距離移動時の検出パルス
数を同一とすることができ、Ａを大きい値と設定するこ
とにより位置検出分解能を高くできる。また、移動速度
は移動速度比例電圧バイアス出力をＡ／Ｄ変換すること
により求められる。また、第にサンプリング時の位置検
出θ（ｋ）と第に−」−サンプリング時の位置検出値０
（ｋ−ｔ）から（５）式に基づき第にサンプリング時の
移動速度ω（ｋ）を求めることもできる。

ω（ｋ）＝ｃ（θ（ｋ）−〇（ｋ−１））　　　　　　
　・・・（５）定数Ｃはサンプリング周期の逆数に比例
する定数である。

以上述べた装置及び方法を用いた位置・速度検出は、（
３ａ）、　（３ｂ）式の定数Ａを大きい値となるよう設
定することにより、移動速度の大小によらず高分解能の
位置検出が可能となり、その変化量から速度検出を行う
ことにより、高分解能の速度検（２２） 出が可能となる。

また、所望の分解能を中央処理部からの信号により設定
するために前記電圧制御発振器の発振周波数設定用の受
動素子（抵抗もしくはコンデンサ）特性値を外部手段に
より可変とできるようにした。

ここで移動体の位置検出分解能と電圧制御発振器の発振
周波数の関係について説明する。２個のインバータ素子
、ｌ個のコンデンサ（静電容量Ｃ）及び２個の抵抗（抵
抗値Ｒ１，Ｒ２）から構成されるＣＲ形電電圧制御発振
器発振器の発振周波数ｆは一般に（６）式で与えられる
。（ただしα、β。

γは正の定数である） （Ｒ１−γ）Ｃ 本発明では、移動速度絶対値と発振周波数の間に正の１
次関数関係があることを利用し、微小一定距離移動毎に
パルスを発生させる構成とした。従って、抵抗値と抵加
電圧の間に真の１次関数関係のあるＲ２が抵抗値と印加
電圧の間に双曲線関係のあるＲｚを電圧可変抵抗としで
用い、移動速度（２３） 比例電圧バイアス出力を印加することにより、移動体の
微小一定距離移動毎にパルスを発生する。

ここでは抵抗Ｒｚ　を電圧可変抵抗として用いる場合に
つき述べる。この場合、抵抗Ｒｉ、発振周波数ｆと移動
速度θの間には（７ａ）、　（７ｂ）、　（８ａＬ（８
ｂ）式の関係が成りたつ（δ、ζは定数）θ　＋　δ −〇　＋δ ζＣ ζＣ （８ａ）、　（８ｂ）式でＲ２、Ｃを一定値とすれば、
（２ａ）　。

（２ｂ）式と同一の式となる。位置検出分解能は、ス（
２４） である）　、　（３ａ）、　（３ｂ）式におけるＡ値の
大小により決まることから、（８ａ）、　（８ｂ）式に
おいて、Ｒ２もしくはＣを可変とすることにより位置・
速度検出分解能を可変とできる。Ｒ２もしくはＣを可変
とする手段としては、異なる特性値（抵抗値、静電容量
）をもつ抵抗、コンデンサを複数個並列に設け、マルチ
プレクサをその一端に設け、中央処理部からの信号によ
りそれらのうちから１個を選択する方法により段階的に
分解を可変とするもしくは、Ｒ２を電圧可変抵抗とし、
中央処理部からＤ／Ａ変換器を介して電圧印加すること
により抵抗値をほぼ連続的に可変とすることにより検出
分解能を所望の値とすることが可能となる。電圧制御発
振器出力側に接続された計数器は、中央処理部から送信
される計数開始・終了信号に基づき、発振パルスの計数
を行う。計数された諸量は、中央処理部に取り込まれ、
（４）　、　（５）式に示す演算処理が行われ、位置・
速度が求められる。

（２５） 〔実施例〕 以下、本発明の第１の実施例を第五図〜第１４図、第２
４図〜第２６図を用いて説明する。第王図は本実施例の
位置・速度検出製置のブロック図を示し、第２図は本実
施例の位置・速度検出のタイムチャート図を示し、第３
図は本実施例の位ｈ″ｌ・速度検出方法のフローチャー
ト図を示し、第４図、第５図は第工図の移動速度比例電
圧検出部の詳細回路例を示し、第６図は第１図の計数器
周辺回路のブロック図を示し、第７図は第６図に示した
計数器の動作タイムチャート図を示し、第８図は第１図
の電圧制御発振器の回路構成例を示し、第９図は第１図
の正のバイアス電圧印加回路の回路構成例を示し、第１
０図は第１図の負のバイアス電圧印加回路の回路構成例
を示し、第１４図は第８図に示した電圧制御発振器を第
９図もしくは第１Ｏ図に示したバイアス電圧印加回路を
組み合わせた場合の発振周波数と入力電圧の関係を示し
、第Ｉ２図は電圧可変抵抗を第９図もしくは第１０図に
示すようにコイル、コア及び磁気抵抗素子に（２６） より構成した場合のコイル印加電圧と磁気抵抗素子抵抗
の関係を示し、第１３図及び第１４図は第８図に示す電
圧制御発振器の発振周波数と受動素子特性値の関係を示
し、第２４図〜第２６図は移動量検出器より速度比例電
圧をうる他の構成例を示している。

本発明による実施例の位置・速度検出装置は、移動体に
接続された移動量検出器の原信号をもとに少ない演算量
で高分解能の位置・速度検出を行うことを目的としてい
る。そのため、本装置は移動量検出器原信号をアナグロ
処理することにより移動速度比例電圧信号の生威し、速
度と一次関数関係にある高周波数のパルスを発生する電
圧制御発振器に移動速度比例電圧信号を入力し、速度の
大小によらず一定微小距離移動毎にパルスを発生させ、
そのパルス数を計数することにより高分解能の位置検出
を行うというのがその検出原理である。本実施例の以下
の説明では、移動量検出器として広く用いられているエ
ンコーダを例として説明するが、移動速度比例電圧を得
た後の処理は他（２７） の移動量検出器を用いても同様であることから、レゾル
バ、タコジェネレータを用いた例及びエンコーダ信号を
パルス化しド／■変換する場合の速度検出のブロック図
を第２４図〜第２６図に示した。インクリメンタル方式
エンコーダを用いた位置・速度検出装置・方法を以下説
明する。ダレイコードを用いた純アブソリュート方式エ
ンコーダには本発明の装置・方法は適用できないが、イ
ンクリメンタル方式エンコーダと粗絶対位置検出器を併
用する疑似アブソリュートエンコーダにおいては以下述
べる検出装置・方法が適用可能である。

インクリメンタル方式エンコーダはその移動部の相対移
動量を検出可能なエンコーダである。通常は移動体の原
点位置近傍にエンコーダ原点位置（Ｚ相信号発生位置）
を設け、最初に移動体の原点位置復帰動作（移動体を移
動させ、移動体の原点位置検出及びエンコーダ原点位置
検出を行い停止する動作）を行う。移動体の原点位置検
出センサ出力及びエンコーダＺ相出力は原点位置検出回
路８で信号電圧に変換され、中央処理部５からの（２８
） 読み出し命令によりラッチ回路９がオンされて読み出さ
れる。前述の疑似アブソリュートエンコーダでは原点位
置復帰動作は無いが、粗絶対位置検出器の現在位置検出
を行う。

次に、エンコーダ２相原信号（Ａ相、Ｂ相）をもとに移
動体の通常動作時の移動速度比例電圧生成を行う装置に
ついて説明する。エンコーダ２相原信号は第２図に示す
ように移動方向により位相差符号の異なる９０°位相差
の正弦波状信号である。正・負方向移動時の位置θをそ
れぞれ正・負で示すと、各方向移動時のエンコーダＡ、
Ｂ相原信号電圧８Ａ、ｅＢは次式で示される。（ただし
ＫＥはストローク当りの目盛線数を示す） ｅ　Ａ：　Ａｓｊ、ｎ（Ｋｐθ）　　　　　　　　　　
＝−（９８）ｅ　Ｂ＝　Ａｃｏｓ（Ｋｐ　Ｏ）　　　　
　　　　　　　　　　−（９ｂ）その時移動速度定数倍
相当量γθ（１）＝　ｒ　ｅＡ’　／Ｋ　ｐ　ｅ　Ｂ＋
　γθｂ）＝　−ｒ８Ｂ’　／ＫＥｅ＾をアナログ算回
路により求め、分母０周辺を除くようにｒＯ（ｚ）、ｒ
Ｏ（２）を選択出力することにより速度比例電圧出力を
うろことができる。ｒＯ（１）。

（２９） ｒＯ（２）のアナログ演算回路のブロック図は第上図に
示した。個々の詳細回路例は第４図、第５図に示した。

マルチプライアの除算定数にと型部回路の抵抗比Ｒｚｚ
／Ｒｓｔとの間にＫ　Ｒｉ　ｘ　／　Ｒｓ　ｔ　＝Ｋｐ
／ｒ　もしくはある値となる関係が成立するよう構成す
ることにより移動速度比例電圧ｒθが検出できる。また
、除算回路は分母がＯ近傍では第２図に示すような異常
値を示す可能性があることから、第１図の選択回路２に
てｆ式の判定式に基づきアナグロスイッチ↓７でｒＯ（
ａ）を選択し出力する。

（ｉ）−Ｖ　Ｑｉｍ＜ｅｎ＜ＶＱｉｍの時ｒθ＝ｒθ（
２）（ｉｉ）ｅＢ≦ＶｆｌｉｍまたはｅＢ≧＋Ｖｆｌｉ
ｍの時ｒθ＝ｒθ（ｚ） このタイムチャートを第２図に示した。低速の移動方向
変化時においても滑らかな速度信号が得られる。アナグ
ロスイッチ１７より得られる移動速度比例電圧をサンプ
リングパルスに同期してサンプルホールドしＡ／Ｄ変換
することによりサン（３０） プリング時の移動速度を求めることができる。

次に、移動体の通常動作時の位置の検出装置・方法につ
いて述べる。移動速度と一次関数関係にある高周波数パ
ルスを発振器より発生させることにより、微小一定距離
移動毎にパルスを発生させることができ、移動速度比例
電圧、エンコーダ零値信号から生成されるパルス数の差
の総パルス数をエンコーダの原点位置から所定位置まで
計数することにより、移動体の位置を高分解能で検出で
きる。ここでエンコーダ零値信号の生成パルスを計数す
るのは（３ａ）〜（３ｂ）、　（４）式に示したように
一次関数の速度零の切片分を差し引く演算を行う際に利
用するためである。これを実現する手段のブロック図を
第１図に示した。電圧制御発振器２５〜２８は正・負の
ある電圧領域で（全領域でもよい）入力端子と発振周波
数の間に１次関数関係が成りたつ。そこで、その１次関
数関係成立領域のみで利用できるように移動速度比例電
圧及びエンコーダ零値信号に正・負のバイアス電圧印加
回路１９〜２２にてバイアス電圧印加と出力電圧（３１
） 変化幅の調整が行われる。ここでは正・負ともある限ら
れた電圧領域のみで前記の一次関数関係が成立する場合
を想定し、移動速度比例電圧、エンコーダ零値信号を正
・負のバイアス電圧印加回路１９〜２２、重圧制御発振
器２５〜２８に通過させて得られる出力パルスを移動方
向判定回路２３゜２４の判定結果に応してバッファ回路
２９（８動方向判定回路信号がＬｏｗレベルの時のみ信
号を通過させる）の正方向移動側もしくは負方向移動側
のみをオンさせて正方向計数器３１．３２もしくは負方
向計数器３３．３４にて計数を行う構成とした。また、
移動方向判定回路２３出力は移動方向弁別信号として中
央処理部５から読み出せる構成とした。

電圧制御発振器２５〜２８の回路側を第８図に示した。

本発振器は抵抗４８〜５０、コンデンサ５１及びインバ
ータ素子４５〜４７より構成されるＣＲ形発振回路であ
る。本発振器はインバータ素子４５．４６が直流電源と
して作用し、コンデンサ５１の充放電に伴うインバータ
素子４５゜（３２） ４６人出力側の電位が各個のしきい電圧値を超える度に
インバータ素子４５．４６の入出力側の信号レベルが反
転することを利用して発振する動作原理となっている。

インバータ素子４７は波形整形の役割をはたす。インバ
ータ素子として信号の立上り時間の極めて短いトランジ
スタ・トランジスタ・ロジック回路７４ＳＯ４を用いた
場合、Ｒ１＋Ｒ８（Ω）、Ｒｘ（Ω）、Ｃ（Ｆ）を可変
としてＢ点の発振周波数ｆ（Ｈｚ）と上記受動素子特性
値間には第１３図、第１４図に示す関係が得られ（Ｃ可
変の場合は図示せず）、発振限界付近から離れた領域で
はほぼ次の関係がなりたつことがわかった。

式中の定数はトランジスタ・トランジスダロジック回路
内のトランジスタ、受動素子の特性値から決まる値であ
り、他のインバータ素子を用いた場合は変化すると考え
られるが、各受動素子特性値間の定性的関係は十分示す
式であると考えられ（３３） 本発振器の発振周波数は一般に次式で示されると考えら
れる（ただし、α、β、γは正の定数である）。

（１１）式から明らかなように第Ｉ抵抗Ｒ１を印加電圧
との間に（１２）式で示す双曲線関係の成りたつ電圧可
変抵抗とし、Ｒｏｏ十Ｒｓ＝γ　と選ぶことにより発振
周波数ｆと入力電圧■の間に、（１３）式に示す１次関
数関係が成立する。（ξ′、δ′　ニ一定値） Ｒ１＝ζ／　（Ｖ　＋ｔ　）＋　Ｒｏ　　　　　　　　
−（１２）従って速度比例電圧信号■０の電圧可変範囲
に対応するバイアス電圧印加回路出力の電圧可変範囲に
て（１２）式が放りたつようにバイアス電圧印加回路を
構成すればよい。バイアス電圧印加回路１９〜２２と電
圧可変抵抗４８の例を［Ｅバイアス、負バイアスの場合
それぞれにつき、第９図及び第（３４） １０図に示した。バイアス回路では電圧Ｖ及び抵抗値を
変えることによりバイアス電圧と、入力電圧可変幅に対
する出力電圧（コイル印加電圧）可変幅を変えることが
できる。また、電圧可変抵抗４８は、コイル５２の巻回
されたコア５３に微小な隙間を隔てて設けられている磁
気抵抗素子５４の両端子より可変抵抗をうるものを用い
る。Ａ点印加電圧が変化するとコイル５２に流れる電流
が変化し、磁気抵抗素子５４に作用する磁気力が変化す
ることによる抵抗変化特性を利用する。磁気抵抗素子５
４は第９図、第１０図に示したコイル印加電圧との間に
、第」−２図に示す抵抗特性を示すため、（１２）式で
示した双曲線特性を有する領域で利用するためには、移
動速度比例電圧■θとバイアス電圧印加回路出力ｆ１１
厘ｖ、どの間に次式の関係が成立しなければならない。

（Ｖｏｏ：バイアス電圧、η：ケイン、ξ、δニ一定イ
直）Ｖｎ＝　ηＶ　Ｏ＋　Ｖｏｏ　　　　　　　　　　
−（１４ａ）ηＶ　（Ｊ　−ａｘ　ｌ≦Ｖ　ＢＶ　ｏｏ
　　　　　　　−（１４＋））ｆ＝ξ′ηＶＯ＋ξ’Ｖ
ｏｏ＋δ′＝ξＶＯ＋δ・＝（１５）（３５） 従って、移動速度比例電圧Ｖ＆、バイアス′１′は７モ
Ｖｏｏの正負いずれの場合にも電圧零の場合に対して対
称な第１１図に示す電圧制御発振器の発振特性が得られ
る。

次に、計数器３１−３４の詳細構成につき第２図、第６
図、第７図を用いて説明する。バッファ回路２９を通過
したパルスは第２図（ｆ）、（ｇ）に示すように移動体
移動時に正方向もしくは負方向いずれかの発振器にのみ
パルスを送る。これをもとに、サンプリング周期毎に位
置計数をするが、位置は原点位置から計数されるパルス
の総量により求まるためにサンプリング時に計数器出力
をラッチ回路に出力した後直ちに次のサンプリング時ま
での位置計数を行わなければならない。そこで、第６図
に示すように各謂数器３」〜３４をＨｌ’数器３９と対
計数器４０の一対の計数器により構成し、サンプリング
パルスに同期して異なる計数器にｄ１数開始・終了信号
を送るように論理回路を構成することにより常にｆＩ′
１置検出を行うことが可能とな（３６） る。また、Ｄ型プリップフロップ３８の出力信号Ｑを中
央処理部５から読み出すことにより、計数器３９もしく
は対計数器４０のいずれの計数値を貌み出すのが判定可
能な構成とした。第７図は計数器３９．対計数器４０を
用いた計数器の動作を示すタイムチャート図である。

以上述べた本実施例の位置・速度検出装置を用いた位置
・速度検出方法を第３図を用いて説明する。移動体の動
作は原点位置復帰動作と通常動作に大別される。また、
目標位置に到達したか否かで移動体駆動製置に駆動力指
令を与える部分は本装置を移動体位置制御装置に組み込
む際に必要となるステップである。原点復帰動作は、移
動体が原点位置に対していずれの側（例えば右側あるい
は左側）にあるかを判定し、原点位置の方向へ移動体を
移動させる。移動体移動部に設けられた原点位置検出用
被検出体と移動体固定部に設けられた原点位置検出用セ
ンサから移動体の原点位置を検出すると次に、エンコー
ダの原点位置（Ｚ相）の方向へ移動体と移動させ、２相
検出位置で停止（３７） する。この時点で計数器はクリアされており、原点位置
からの総パルス数としては零値が設定されている。移動
体の通常動作開始後はサンプリングパルスが入る度に移
動方向に応して正方向もしくは負方向の２個の計数器出
力を読み出し、前皿サンプリング時までのパルス計数イ
直Ｎｓとを加算し、設定されているストローク当りのパ
ルス数ＮＲから（１６）、　（１７）のように第にサン
プリング時の位ｔＭ（Ｘ　（ｋ）及び速度ω（ｋ）が求
められる。

ｕ ω（ｋ）＝　Ｃ（Ｘ　（ｋ）　−ｘ　（ｂ−ｉ））　　
　　　　　　　−（１７）Ｃはサンプリング周期に逆比
例する量である。移動速度は（１７）式を用いて求める
こともできるか、移動速度比例電圧をＡ／Ｄ変換して求
めることもできる。（Ｊ７）式を用いて移動速度を検出
する場合は、第」−図のブロック図において、サンプル
ホールダ・Ａ、　／　Ｄ変換器１８が不要となり簡易な
回路構成とできる利点がある。以上本実施例で述べた位
置・速度検出装置・方法を用いることにより、（３８） 速度によらず少ない演算量で高分解能の位置・速度検出
を行うことが可能である。

次に本発明の第２の実施例を第１９図〜第２工図を用い
て説明する。第１５図は本実施例の位置・速度検出回路
のブロック図を示し、第１６図は第１５図の計数器周辺
回路のブロック図を示し、第１７図は本実施例の位置検
出のタイムチャート図を示し、第１８図は本実施例の位
置・速度検出方法のフローチャー１へ図を示している。

第工の実施例の位置・速度検出装置では計数パルス数が
多くなると多大の演算ピッＩ〜数を必要とするため、多
大な演算ピッ１〜数を有するマイクロプロセッサ等を用
いなければならない問題点がある。本実施例ではこの問
題点を解消するため、エンコーダ２相涼信号の零値交差
時に発生するパルス（エンコーダ波形１周期当り４パル
ス発生する）を計数することにより粗位置を検出し、こ
のエンコーダパルス発生区間内を本発明の微小Ｆ■離移
動毎に発生するパルスを計数・演算することにより補間
することにより位置検出の高分解能化と演算ピッ１−数
（３９） の圧縮をはかったものである。粗位置検出部５５は第１
５図に示すように波形整形回路５６とアップダウン計数
器５７から構成されており、波形整形回路５６は第１７
図に示すようにエンコータ原信号の零値交差時に移動方
向に応じてパルスを発生させ、アップダウン計数器で各
移動方向のパルス数ＮＵＯ，ＮＤＯを計数する。エンコ
ーダのスＩ−口一り４０当りの発生パルス数ＮＲＯとす
ると、粗位置ＸＲは次式より求められる。

ｎ　＝　Ｎｕｏ　−Ｎｏｏ　　　　　　　　　　　　−
（１８ａ）また、エンコーダパルス間の補間位置検出装
置は第１の実施例で述べたものとほぼ同一であるが、計
数器はエンコーダパルスが入った時はクリアされ、サン
プリングパルスが入った時はその時点で計数終了し、い
ずれもその時点から対計数器で計数する必要がある（第
」７図（ｄ）〜（ｇ）参照）。

そこで、計数器周辺回路は第］−６図に示す構成とした
。また、サンプリング周期内に相位ｆｆｆｆｆｉエンコ
（４０） −ダバルスが１パルスも発生しない低速動作時には前回
エンコーダパルスが発生した時点からの積算補間位置Ｎ
ｓを求める必要がある。そこで、サンプリング時に粗化
置検出後に前回サンプリング時からの粗位置変化（１８
ａ）式のｎの変化を調べ、変化が無い場合はＮＳ値を下
式のように補正する。

Ｎｓ＝　Ｎｕ　−Ｎｏｕ　−（Ｎｏ　−Ｎｏｏ）士ＮＳ
　　　＝−０９）また、変化があった場合はＮ５＝Ｏと
する。

さらに原点位置復帰動作時の等速区間においで、エンコ
ーダ粗位置パルス区間に発生する補間位置パルス数Ｓ（
パルス／１粗位置パルス）を検出することにより、あら
かじめ明らかなストロークＱｏ当りのエンコーダ粗イ装
置パルス数ＮＲＯから次式により第にサンプリング時の
位置Ｘ　（ｋ）が求められる。

以上述べた本実施例の位置・速度検出方法のフローを第
１８図に示した。このフローにおいても移動体が目標位
置に到達したか否かで移動体駆動装（４■） 置に駆動力指令を与えるステップは本装置を移動体位置
制御装置に組み込んで使用する際に必要となるものであ
る。（２０）式では、補間佇１ｉ！’ｔ　（カッコ内第
２項）は１未満であり固定小数点もしくは浮動小数点演
算され、そのケタ数は利用者の所望の値を選ふことによ
り、演算プロセッサの演算ビット数を低減することがｎ
Ｊ能となり、かつ粗位置と組み合わせて検出しているた
め高分解能化がはかられている。また、第」−７図は示
したタイ１１チヤート１図の移動方向変化点近傍におい
ても移動速度比例電圧の符号から移動方向判別を行って
いるため、通常用いられているエンコーダ相位置パルス
の発生方向から判別する場合と比して正確な位置検出が
可能となる。また、本実施例の装置を用いた場合、演算
容量がある場合下式により位置検出することも可能であ
る。

・・（２１） 次に本発明の第３の実施例を第１９図〜第２工（４２） 図を用いて説明する。第Ｉ９図及び第２０図は第８図で
示した電圧制御発振器を中央処理部５からの指令により
発振周波数可変幅を可変とすることにより本発明の位置
・速度検出装置の可変分解能化をはかったものである。

第２１図は第１９図及び第２０図で示した電圧制御発振
器において受動素子特性を変化させた時の本命１す」の
位置・速度検出装置の分解能変化特性を示したものであ
る。本実施例は、用途に応じて所望の分解能で本実施例
の位置・速度検出装置を利用できるように中央処理部５
からの信号により分解能設定を可能としたものである。

第８図で示した電圧制御発振器の発振周波数と印加電圧
の関係は（１３）式で示され、ストロークＱ、ｏ当りの
パルス総ｉＦは次式で示されることから、Ｒ２もしくは
Ｃは可変とすることにより分解能可変とできる。

δ　Ｃ 第１９図及び第２０図にはこのうちＲ２を可変とした例
を示した。第１９図はＲ２を複数の抵抗値（４３） の異なる抵抗４９を並列に配置し、マルチプレクサ５９
ａと直列接続し、中央処理部５から送信される信号によ
りその内の１個を選択することにより可変分解能化をは
かったものである。この場合Ｒ２と位置分解能の間には
第２１図で丸印でンバしたような段階的に変化する特性
がある。この段階数はマルチプレクサ５９　ａのチャン
ネル数に飲存する。また、第３のインバータ素子４７の
出力段にマルチプレクサ５９ｂにより分周比設定可能な
分周器６０を設けることにより例えば分周比２の場合に
は第２１図中破線のように分解能を小さくすることが可
能となる。特に低い分解能を設定する場合に第２抵抗４
９抵抗値Ｒ２を大きくするにより電圧制御発振器の発振
周波数を下げると第１３図に示したように発振限界に近
づき（１３）式の関係が成立しない領域に入り正確な設
定ができなくなる可能性がある。従ってその場合にはＲ
２を小すい値とし、分周比を大きくとることにより所望
の分解能をうる方法をとることが望ましい。第１９図で
示した電圧制御発振器を用いた場合は第（４４） ２１図丸印で示すよう段階的にしか分解能を変えられな
いため、所望の分解能が得られない可能性がある。そこ
で第２０図に示すように第２抵抗４９を電圧可変抵抗と
し、中央処理部５から送信するデータに基づきＤ／Ａ変
換器９６で出力する電圧イ直をバイアス電圧調整回路９
８で出力調整した電圧値によりその抵抗値を設定可能と
すれば第２１図実線に示すようにほぼ連続的に分解能を
可能とすることができ、分周器６０を併用することによ
り広い範囲の分解能設定が可能となる。以上本実施例で
述べた電圧制御発振器を有する位置・速度検出装置を用
いることにより位置検出分解能を所望の仏に近い値に設
定することが可能となる。

また、速度をサンプリンタ時の位置の差から検出する場
合は位置の分解能をある値と設定することにより進度の
分解能を所望の僅と設定することが可能となる。

次に、本発明の位置・速度検出装置の応用例を第２２図
及び第２３図を用いて説明する。第２２図は本発明の位
置・速度検出装置を用いた移動体（４５） の位置・速度制御装置のブロック図を示し、第２３図は
本発明の位置・速度検出装置の適用された直接駆動ロボ
ットの縦断面図を示す。沁２２図はロボットアーム等移
動体６１を駆動するモータ６２の制御装置６４と接続し
て、移動体６」の休館・速度制御装置に適用した例を示
す。本装置では第３図、第１８図のフローチャー１−図
に示したように移動体６１の目標位置到達動作を実現す
るためにサンプリング周期毎に本検出装置６６より検出
された位置・速度データを基に演算される位置偏差、速
度偏差よりモータ６２の駆動力指令を生成し、モータ制
御装置６４より駆動屯気力エネルギを発生させモータ６
２を駆動することにより、移動体６１に所望の動作を行
わせる装置である。

位置指令発生部から駆動力指令発生部までソフトウェア
サーボで構成されているため、第１図もしくは第１５図
に示した中央処理部５に所要のプログラム、データを備
えることにより、本位性・速度検出装置を移動体の位１
ｄ・速度制御装置の主要部分として用いることも可能で
ある。

（４６） 次に、本発明の位置・速度検出装置の位置・速度検出対
象となる移動体がロボットアーム、ロボット手首軸であ
る例を第２３図を用いて説明する。

第２３図は水平多関節形直接駆動ロボットであり、第１
アーム７３．第２７−ム８０は直接駆動モータ６７．７
４により駆動される。ロボット手首軸９０の上下運動は
サーボモータ８」−の回転をベルト８７で動力伝達し、
ボールネジ８３で回転・直動変換を行うことによりブラ
ケット８４を介して行われる。また、ロボット手首軸９
０の回転運動はサーボモータ８５の回転が回転形減速機
８６により減速され、ベルト８８、スプライン軸受取付
部材９５、スプライン軸受８９を介してスプライン軸（
手首軸）９０に動力伝達されることにより行ワれる。第
２３図に示したエンコーダはすべてインクリメンタル方
式エンコーダを用いた例を示しているため、原点位置復
帰動作が必要であり、原点位置検出用及び限界位置行き
過ぎ動作検出用の被検出体６９．７６．９３．９４と特
定位置検出センサ７０．’７７（一部のみ図示した）が
設（づ（４７） られている。第１．第２アーム、手首上下軸には限界位
置行き過き動作時に各軸の動作を強制停止させるストッ
パ７２，７９．９７と移動体側には衝突部材７１．７８
が設けられている。本発明の第１〜第３の実施例で述べ
た位置・速度検出装置・方法と第２２図に示した移動体
の位置・速度制御装置を本ロボットに適用することによ
り、各軸毎にエンコーダから所望の分解能の位置・速度
検出を行うことが可能となり、ロボット手先で高精度な
位置決め作業を実現することが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるように効果が奏する。

第１に、移動検出器の正弦波原信号をもとに微小一定距
離移動毎にパルスを発生する装置をアナログ回路のみで
構成しているため、位置を単純な演算で高分解能に検出
でき、速度をアナログ量として直接検出できるので、移
動体のサーボ系を、Ｑ応答化できる。

第２に、位置・速度検出装置能を中央処理部か（４８） らの指令により広範囲に設定可能なため、移動体の所望
の検出分解能を簡易に得ることが再建となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の位置・速度検出装置の
ブロック図、第２図は本発明の第１の実施例の位置・速
度検出のタイムチャート図、第３図は本発明の第１の実
施例の位置・速度検出方法のフローチャート図、第４図
及び第５図は本発明の移動速度比例電圧検出回路の構成
例を示す図、第６図は第１図の計数器周辺回路のブロッ
ク図、第７図は第６図における計数器のタイムチャート
図、第８図は第１図の電圧制御発振器の回路構成例を示
す図、第９図、第１０図は第１図の正・負バイアス電圧
印加回路の回路構成例を示す図、第１１図は第９図、第
二０図のＡ点印加電圧と第８図のＢ点発振周波数の関係
図、第１２図は第９図、第１０図のコイル印加電圧と磁
気抵抗素子５４の抵抗値の関係図、第１３図及び第二４
図は第８図に示した電圧制御発振器の発振特性例を示す
図、（４９） 第１５図は本発明の第二の実施例の位ｈ＜＜　−ａ度検
出装置のブロック図、第１６図は第１５図の剖数器周辺
回路のブロック図、第エフ図は本発明の第二の実施例の
位置検出のタイムチャー１−図、第１８図は本発明の第
二の実施例の位置・速度検出方法のフローチャー１〜図
、第二９図及び第２０図は本発明の第三の実施例の位置
・速度検出装ｂｊ１′中の電圧制御発振器の回路例を示
す図、第２１図は第二９図及び第２０図の第２抵抗特性
４ｋ　Ｒ２と位置分解能の関係を示す図、第２２図は本
発明の位置・速度検出装置を用いた移動体の位置・速度
制限装置のブロック図、第２３図は本発明の位置・速度
検出装置の適用された水平多関節直接駆動ロボットの縦
断面図、第２４図、第２５図は移動量検出器としてレゾ
ルバ、タコジェネレータヲ用いた場合の速度検出ブロッ
ク図、第２６図はエンコーダ信号をＦ／Ｖ変化する場合
の速度検出ブロック図である。 ｌ・・・移動速度比例電圧検出部、２・・・選択回路、
３・・・正方向移動位置検出部、４・・・負方向移動位
置検（５０） 山部、５・・・中央処理部、６・・・アドレスバス、７
・・・データバス、８・・・原点位置検出回路、９・・
・ラッチ回路、土Ｏ・・・デコーダ、１１．ｉ４・・・
増幅回路、１２．１５・・・微分回路、１３．１６・・
・除算回路、１７・・・アナグロスイッチ、１８・・・
サンプルホールダ・Ａ／Ｄ変換器、１９〜２２・・・バ
イアス電圧印加回路、２３．２４・・・移動方向判定回
路、２５〜２８・・・電圧制御発振器、２９・・・バッ
ファ回路、３０・・・サンプリングパルスタイマ、３土
〜３４・・・計数器、３５・・・ＣＰＵ、３６・・・Ｒ
ＯＭ、３７・・・ＲＡＭ、３８・・・Ｄ形フリップフロ
ップ、３９・・・計数器、４０・・・対計数器、４１〜
４３・・ラッチ回路、４４・・・デコーダ、４５〜４７
・・・インバータ素子、４８〜５０・・・抵抗、５１・
・・コンデンサ、５２・・・コイル、５３・・・コア、
５４・・・磁気抵抗素子、５５・・・粗位置検出部、５
６・・・波形整形回路、５７・・アップダウン計数器、
５８・・・−時記憶回路、５９・・・マルチプレクサ、
６０・・・分周期、６１・・移動体、６２・・モータ、
６３・エン：１−ダ、６４・・・モータ制御装置、６５
・・ソフトウェアサーボ部、６６・・（５１） 本位置・速度検出装置、６７．７４・・・直接駆動モー
タ、６８，７５，９１．９２・・インクリメンタル方式
エンコーダ、６９，７６．９３．９４・・特定位ｈｌｔ
検出用被検出体、７０．”７’７・・特定Ｂｌ　ｌｉ・
を検出センサ、７１．７８・・・衡突部材、７２，７９
゜９７・・・ストッパ、７３・・・第１アーム、８ｏ・
・・第２アーム、８］、、８５・・・サーボモータ、８
２・・ブレーキ、８３・・・ボールネジ、８４・・・ブ
ラケット、８６・・・減速機、８７．８８・・・ベルト
、８９・・スプライン軸受、９０　・スプライン軸、９
５・・・スプライン軸受取付部材、９６・・・Ｄ／Ａ変
換器、９８・・・バイアス電圧調整回路、９９・・バイ
アス゛屯圧印加回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動体の移動速度に比例した交流の移動速度比例電
   圧と該交流の零値を示す零値信号を出力する移動量検出
   器と、前記移動速度比例電圧と零値信号を入力してそれ
   ぞれ移動速度比例電圧バイアス出力と零値信号バイアス
   出力を出力するバイアス電圧印加回路と、前記移動速度
   比例電圧バイアス出力を入力して該移動速度比例電圧バ
   イアス信号と一次関数関係にある周波数のパルスを発生
   する電圧制御発振器と、前記零値信号を入力してパルス
   を発生する電圧制御発振器と、前記移動速度比例電圧を
   入力して移動体の移動の正方向または逆方向を判定する
   移動方向判定回路と、前記移動速度比例電圧バイアス出
   力を入力して電圧制御発振器が発振するパルスと前記移
   動方向判定回路からの移動方向信号を入力し該移動方向
   信号が示す移動方向毎にそれぞれパルスを計数する第１
   計数管及び第２計数管と、前記零値信号バイアス出力を
   入力して電圧制御発振器が発振するパルスと前記移動方
   向判定回路からの移動方向信号を入力し該移動方向信号
   が示す移動方向毎にそれぞれパルスを計数する第３計数
   管及び第４計数管と、前記第１〜第４計数管のそれぞれ
   に計数開始・終了信号を送信する手段と、前記各計数管
   出力を入力して前記移動体の位置を演算する中央処理部
   とを備えたことを特徴とする位置・速度検出装置。 ２、前記移動量検出器は、２相正弦波状信号を発生する
   エンコーダと、該２相正弦波状信号のそれぞれから移動
   速度比例電圧を求める微分回路、増幅回路及び除算回路
   と、該２相正弦波状信号が零値近傍となる領域を避けた
   移動速度比例電圧を選択する選択回路と、該選択回路で
   選択された移動速度比例電圧を出力するスイッチを有す
   る装置もしくはＦ／Ｖ変換器とから構成したことを特徴
   とする請求項１記載の位置・速度検出装置。 ３、前記移動量検出器はレゾルバもしくはタコジェネレ
   ータを備えていることを特徴とする請求項１記載の位置
   ・速度検出装置。 ４、前記第１〜第４計数器はそれぞれ一対の計数器で構
   成し、一対の一方の計数器の計数終了時に他方の計数器
   に計数開始させる手段を有することを特徴とする請求項
   １、２または３記載の位置・速度検出装置。 ５、前記移動速度比例電圧バイアス出力をディジタル交
   換するディジタル変換装置を有し、該ディジタル変換装
   置が前記中央処理装置に接続されていることを特徴とす
   る請求項１〜４項のいずれかに記載の位置・速度検出装
   置。 ６、前記移動量検出器が出力する２相正弦波状信号の零
   値交差時にパルスを発生する波形整形回路と、該波形整
   形回路が出力するパルスを前記移動体の各移動方向につ
   き計数するアップダウン計数器と、該アップダウン計数
   器のサンプリング周期毎にサンプリング信号を発生する
   サンプリングパルスタイマーと、前記アップダウン計数
   器の計数した値を一時記憶する一時記憶回路を備えた粗
   位置検出部を有することを特徴とする請求項２、４また
   は５記載の位置・速度検出装置。 ７、前記電圧制御発振器は、前記移動速度比例電圧バイ
   アス出力及び零値バイアス出力の変化により抵抗値の変
   化する電圧可変抵抗、インバータ素子、コンデンサ及び
   抵抗からなるＣＲ型発振回路により構成したことを特徴
   とする請求項１〜６のいずれかに記載の位置・速度検出
   装置。 ８、前記ＣＲ型発振回路により構成された電圧制御発振
   器の電圧可変抵抗以外の抵抗もしくはコンデンサの特性
   値を前記中央処理部から送信される信号により可変とす
   る受動素子特性値可変手段を有することを特徴とする請
   求項７記載の位置・速度検出装置。 ９、前記受動素子特性値可変手段は、抵抗もしくはコン
   デンサをその特性値の異なるものを複数個並列接続して
   なり、マルチプレクサと直列接続し、該マルチプレクサ
   を前記中央処理部にデコーダを介して接続して、構成し
   たことを特徴とする請求項８記載の位置・速度検出装置
   。 １０、前記受動素子特性値可変手段は、電圧可変抵抗に
   より構成し、前記中央処理部からＤ／Ａ変換器及びバイ
   アス電圧印加回路を介して接続していることを特徴とす
   る請求項８記載の位置・速度検出装置。 １１、前記移動体を駆動するモータの制御装置に接続さ
   れ、該モータの制御方法に関するプログラムを前記中央
   処理部に備えていることを特徴とする請求項１〜１０の
   いずれかに記載の位置・速度検出装置。 １２、前記モータはロボット関節駆動用であり、前記移
   動量検出器は該モータもしくはロボット関節に結合され
   ていることを特徴とする請求項１１記載の位置・速度検
   出装置。 １３、前記移動量検出器の基準位置から検出時までの前
   記移動体の移動量ｘを、移動の正方向パルス計数値Ｎ＿
   Ｕ、移動の逆方向バイアス計数値Ｎ＿Ｄとし、移動量検
   出器零値信号バイアス出力の正方向パルス計数値Ｎ＿Ｏ
   ＿Ｕ、移動の逆方向パルス計数値Ｎ＿Ｏ＿Ｄとし、前回
   サンプリング時までの基準位置からのパルス数Ｎ＿Ｓ、
   電圧制御発振器のストローク当たりのパルス発生分解能
   Ｎ＿Ｒ（パルス／ストローク）、ストロークｌとして、
   次式より求め、 ｘ＝｛（Ｎ＿Ｕ−Ｎ＿Ｏ＿Ｕ）−（Ｎ＿Ｄ−Ｎ＿Ｏ＿Ｄ
   ）＋Ｎ＿Ｓ／Ｎ＿Ｒ｝ｌかつ、前記移動体の移動速度を
   、検出時の移動速度比例電圧バイアス出力をＡ／Ｄ変換
   することにより求めることを特徴とする請求項１〜５、
   ７、８のいずれかに記載の位置・速度検出方法。 １４、前記移動量検出器の基準位置から検出時までの前
   記移動体の移動量ｘを、移動の正方向移動量検出器パル
   ス計数値Ｎ＿Ｕ＿Ｏ、移動の逆方向移動量検出器バイア
   ス計数値Ｎ＿Ｄ＿Ｏとし、移動量検出器のストローク当
   たりの分解能Ｎ＿Ｒ＿Ｏ、ストロークｌ＿Ｏとし、移動
   量検出器のパルス発生時から検出時までの電圧制御発振
   器の移動の正方向パルス計数値Ｎ＿Ｕ、移動の逆方向パ
   ルス計数値Ｎ＿Ｄとし、移動量検出器零値信号バイアス
   出力パルス計数値について移動の正方向パルス計数値Ｎ
   ＿Ｏ＿Ｕ、移動の逆方向パルス計数値Ｎ＿Ｏ＿Ｄとし、
   補間位置積算パルス数Ｎ＿Ｓ、電圧制御発振器のストロ
   ークｌ当たりのパルス発生分解能Ｎ＿Ｒ（パルス／スト
   ローク）として、次式より求め、ｘ＝（Ｎ＿Ｕ＿Ｏ−Ｎ
   ＿Ｄ＿Ｏ／Ｎ＿Ｒ＿Ｏ）ｌ＿Ｏ＋｛（Ｎ＿Ｕ−Ｎ＿Ｏ＿
   Ｕ）−（Ｎ＿Ｄ−Ｎ＿Ｏ＿Ｄ）＋Ｎ＿Ｓ／Ｎ＿Ｒ｝かつ
   、前記移動体の移動速度を検出時の移動速度比例電圧バ
   イアス出力をＡ／Ｄ変換することにより求めることを特
   徴とする請求項１、２、４〜８のいずれかに記載の位置
   ・速度検出方法。 １５、前記検出時の位置ｘの変化量に基づき移動体の速
   度を検出することを特徴とする請求項１３または１４記
   載の位置・速度検出方法。 １６、請求項９記載の受動素子特性値可変手段を用いた
   場合に、電圧制御発振器による位置検出分解能を決める
   移動量検出器原信号ピーク・トウ・ピーク電圧の印加時
   の発振パルス数可変幅を所望の値に最も近い値とするた
   め、中央処理部より受動素子選択用マルチプレクサに信
   号を送信することにより、最適な特性値を有する受動素
   子を選択し、所望の値に近い位置検出分解能をうること
   を特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の位置
   ・速度検出方法。 １７、請求項１０記載の受動素子特性値可変手段を用い
   た場合に、電圧制御発振器による位置検出分解能を決め
   る移動量検出器原信号ピーク・トウ・ピーク電圧の印加
   時の発振パルス数可変幅を所望の値とするため、中央処
   理部よりＤ／Ａ変換器に抵抗値データを送信することに
   より電圧可変抵抗の抵抗値を所望の値とし、所望の位置
   検出分解能を得ることを特徴とする請求項１３〜１５の
   いずれかに記載の位置・速度検出方法。 １８、前記移動体の初期動作時に、移動量検出器パルス
   発生位置間の電圧制御発振器のパルス数ｓを計数するこ
   とにより、位置検出分解能を検出し、次式 ｘ＝｛（Ｎ＿Ｕ＿Ｏ−Ｎ＿Ｄ＿Ｏ）＋（（Ｎ＿Ｕ−Ｎ＿
   Ｏ＿Ｕ）−（Ｎ＿Ｄ−Ｎ＿Ｏ＿Ｄ）＋Ｎ＿Ｓ／ｓ）｝ｌ
   ＿Ｏ／Ｎ＿Ｒ＿Ｏより、前記移動体の位置を検出するこ
   とを特徴とする請求項１３〜１７のいずれかに記載の位
   置・速度検出方法。