JPH0367122A - Rotational angle detecting device - Google Patents

Rotational angle detecting device

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Publication number
JPH0367122A
JPH0367122A JP1203519A JP20351989A JPH0367122A JP H0367122 A JPH0367122 A JP H0367122A JP 1203519 A JP1203519 A JP 1203519A JP 20351989 A JP20351989 A JP 20351989A JP H0367122 A JPH0367122 A JP H0367122A
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JP
Japan
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rotation angle
scale
rotating body
blank
sensor
Prior art date
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JP1203519A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Hirano
良明 平野
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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  • Optical Transform (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify the structure and to reduce the cost by providing a scale which has small pitch and equal intervals, and two noncontact type sensors which detect blank parts formed at large intervals. CONSTITUTION:The outer peripheral surface of a rotary body 1 is divided into an upper half scale formation area 1b and a lower half gear part 1c, and a cam driving gear 2 is engaged with the gear part 1c. Further, the scale 4 is formed in the area 1b at equal intervals of 1 deg. in a range of 0-270 deg. while matching the center angle of a cam groove 1a. Further, the blank parts E1-E4 which differ in circumferential width are formed in the area 1b at four places which are formed at intervals of 90 deg.. Then the absolute rotational angle of the rotary body 1 can be known by judging which of 1st and 2nd sensors 5a and 5b detect the blank parts E1-E4 and also judging how many graduations of the scale 4 are detected by a sensor different from the sensor detecting the blank parts.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、回転体の回転制御のため、あるいはこの回転
体に連動している可動部の動作制御のために、回転体の
回転角を検出する装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention is directed to controlling the rotation angle of a rotating body in order to control the rotation of the rotating body or to control the operation of a movable part that is linked to the rotating body. It relates to a device for detecting.

本発明の回転角検出装置は、回転体としてのカムの回転
角の検出、待に微小な回転角を検出する必要があるVT
Rのローディングカム等の回転角検出に好適であるが、
これに限定するものではない。
The rotation angle detection device of the present invention is suitable for detecting the rotation angle of a cam as a rotating body, and for detecting a VT that needs to detect a minute rotation angle.
Suitable for detecting the rotation angle of R loading cam, etc.
It is not limited to this.

〈従来の技術〉 以下、VTRのローディングカムを代表例として掲げ、
その回転角検出装置を説明する。
<Conventional technology> Below, the loading cam of a VTR is given as a representative example.
The rotation angle detection device will be explained.

従来例の一般的なカム回転角検出装置は、接触式のもの
である。
A typical conventional cam rotation angle detection device is of a contact type.

すなわち、第7図に示すように、カム溝1aが形成され
た回転体1の外周面の歯部にカム駆動ギア2を噛合する
とともに(回転体1の歯部およびカム駆動ギア2の歯部
は図示を省略)、回転体1の歯部にロータリスイッチ3
の受動ギア3aを噛合しである。ロータリスイッチ3の
内部には、受動ギア3aの回転に伴って順次的に切り換
えられていく多数のスイッチが内蔵されている。
That is, as shown in FIG. 7, the cam drive gear 2 is engaged with the teeth on the outer peripheral surface of the rotor 1 in which the cam groove 1a is formed (the teeth of the rotor 1 and the teeth of the cam drive gear 2). (not shown), a rotary switch 3 is attached to the teeth of the rotating body 1.
The passive gear 3a is engaged with the passive gear 3a. The rotary switch 3 includes a large number of switches that are sequentially switched as the passive gear 3a rotates.

カム駆動ギア2を駆動してカム溝付き回転体1を回転す
るが、この回転体1の回転に連動して受動ギア3aを回
転させ、ロータリスイッチ3の内部のスイッチ群を次々
と切り換えていくというメカニカルな手法により、カム
溝付き回転体1の回転角を検出する。
The cam drive gear 2 is driven to rotate the cam grooved rotary body 1, and in conjunction with the rotation of the rotary body 1, the passive gear 3a is rotated, and the switch groups inside the rotary switch 3 are switched one after another. The rotation angle of the rotating body 1 with cam grooves is detected by this mechanical method.

使用されている割合は少ないが、第8図に示すような非
接触式のカム回転角検出装置もある。これは、カム溝付
き回転体1の外周面にペイントや磁性膜を用いて比較的
小さい角度(例えばl”)の等間隔で目盛り4(細かい
図示は省略)を付ける一方、回転体lから離して光学式
または磁気式のセンサ5を1個設け、回転体1の回転に
伴ってセンサ5が検出した目盛り4をカウンタ(図示せ
ず)で1つずつカウントすることによって、回転体1の
回転角を検出するものである。
There is also a non-contact type cam rotation angle detection device as shown in FIG. 8, although it is rarely used. This is done by attaching scales 4 (detailed illustrations are omitted) at equal intervals at a relatively small angle (for example, l") using paint or a magnetic film on the outer circumferential surface of the rotor 1 with cam grooves, and at the same time markings 4 (detailed illustrations are omitted). The rotation of the rotating body 1 is determined by installing one optical or magnetic sensor 5 in the rotation body 1 and counting the scale marks 4 detected by the sensor 5 one by one with a counter (not shown) as the rotating body 1 rotates. It detects corners.

カウントは、原点位置にある回転体1が正方向に回転す
るときに、目盛り4を1個検出するごとに1ずつカウン
トアツプし、逆方向に回転するときに目盛り4を1個検
出するごとにlずつカウントダウンし、時々刻々のカウ
ント値(回転角〉をRAM (図示せず)に更新的にス
トアする。回転体lの現在の回転角を知るには、RAM
からカウント値を読み出せばよい。
The count increases by 1 each time a scale 4 is detected when the rotating body 1 at the origin position rotates in the forward direction, and counts up by 1 each time a scale 4 is detected when rotating in the reverse direction. The count value (rotation angle) is updated in RAM (not shown). To know the current rotation angle of the rotating body l,
All you have to do is read the count value from .

〈発明が解決しようとする課題〉 (A)第7図の接触式のカム回転角検出装置には、次の
ような問題がある。
<Problems to be Solved by the Invention> (A) The contact type cam rotation angle detection device shown in FIG. 7 has the following problems.

すなわち、ロータリスイッチ3の構造が複雑でコストア
ップを招いているとともに、ロータリスイッチ3が占め
るスペースが大きく装置の大型化を招いている。また、
ローグリスインチ3の受動ギア3aが回転体lに接触(
噛合)しているために、回転体1の回転時の負荷となり
、トルク損失を避けることができない。
That is, the structure of the rotary switch 3 is complicated, leading to an increase in cost, and the space occupied by the rotary switch 3 is large, leading to an increase in the size of the device. Also,
The passive gear 3a of the low grease inch 3 contacts the rotating body l (
(meshing), it becomes a load when the rotating body 1 rotates, and torque loss cannot be avoided.

(B)第8図の非接触式のカム回転角検出装置において
は、構造が比較的簡単でスペース面でも有利であり、ま
た、トルク損失もない反面、次のような問題がある。
(B) Although the non-contact type cam rotation angle detection device shown in FIG. 8 has a relatively simple structure and is advantageous in terms of space, and there is no torque loss, it has the following problems.

■ 目盛り4のピッチが比較的小さい(1’)ことと、
目盛り4を1個ずつ検出していること、および、センサ
5やカウンタの応答性には一定の限界があることから、
回転体1を高速回転させることができない。
■ The pitch of scale 4 is relatively small (1'),
Since the scale 4 is detected one by one, and there is a certain limit to the responsiveness of the sensor 5 and counter,
The rotating body 1 cannot be rotated at high speed.

■ 1個の目盛り4の幅が小さいため、ペイントや磁性
膜を塗布して目盛り4を付ける際に、あるいは使用継続
に伴って、目盛り4が薄くなったり欠けたりすることが
あり、センサ5で読み落とす場合がある。このような読
み落としの目盛り4が複数あると、回転量が大きくなる
につれて読み落とし数が増え、検出回転角の誤差が増大
していく。
■ Since the width of each scale 4 is small, the scale 4 may become thin or chipped when applying paint or magnetic film to attach the scale 4, or with continued use. It may be missed. If there are a plurality of such missed marks 4, the number of missed marks increases as the amount of rotation increases, and the error in the detected rotation angle increases.

また、ノイズの影響で読み取り〔スが生じたときにも、
同様の問題がある。
Also, when reading errors occur due to noise,
I have a similar problem.

■ RAMがバンクアップ電源を有していない場合、電
源プラグがコンセントから抜けるとか、停電が生じた場
合には、RAMにストアしていたカウント値(回転角)
がクリアされてしまい、電源が復帰しても、現在の回転
体1の回転角が判らなくなくなってしまう。この状態で
回転体1を回転すると、目盛り4のカウントによって回
転した角度を知ることはできるが、それは、相対的な回
転角であるに過ぎず、原点位置からの絶対的な回転角で
はない。
■ If the RAM does not have a bank-up power supply, if the power plug is unplugged from the outlet or a power outage occurs, the count value (rotation angle) stored in the RAM will be saved.
is cleared, and even if the power is restored, the current rotation angle of the rotating body 1 cannot be determined. When the rotating body 1 is rotated in this state, the angle of rotation can be determined by the count on the scale 4, but this is only a relative rotation angle and not an absolute rotation angle from the origin position.

回転体1の回転制御にとって重要なのは絶対的回転角で
あるから、上記のような事態が発生すれば、所期の回転
制御が不可能になってしまう。
Since the absolute rotation angle is important for controlling the rotation of the rotating body 1, if the above situation occurs, the desired rotation control will become impossible.

電源復帰後において、絶対的回転角を検出するためには
、−旦、回転体1を必ず原点位置まで戻さなければなら
ないが、電源断時の回転角が大きいほど原点位置に戻す
のに時間がかかる。
In order to detect the absolute rotation angle after the power is restored, the rotating body 1 must be returned to the home position for -1 time, but the larger the rotation angle when the power is turned off, the longer it takes to return to the home position. It takes.

RAMにバンクアンプ電源を設ければ、この問題は生じ
ないが、コストアップを招く。
If the RAM is provided with a bank amplifier power supply, this problem will not occur, but it will increase the cost.

本発明は、このような事情に鑑み、従来例に見られた上
記の不都合を解消することを目的とする。
In view of such circumstances, the present invention aims to eliminate the above-mentioned disadvantages found in the conventional example.

〈課題を解決するための手段〉 本発明の回転角検出装置は、 回転体の回転中心まわりの円弧上において前記回転体に
比較的小さなピッチで等間隔に目盛りが形成され、 その目盛り形成領域において比較的大きな間隔を隔てた
複数箇所に目盛りのない空白部が形成され、 それら複数の空白部の幅が互いに異なる状態にfI或さ
れているとともに、 前記目盛りおよび空白部を検出する少なくとも2個の非
接触式センサが互いに異なる位置に設けられていること
を特徴とするものである。
<Means for Solving the Problems> In the rotation angle detection device of the present invention, scales are formed on the rotary body at equal intervals with a relatively small pitch on an arc around the rotation center of the rotary body, and in the scale forming area. Blank areas without scales are formed at a plurality of locations separated by relatively large intervals, the widths of the plurality of blank areas are different from each other, and at least two sensors for detecting the scales and the blank areas are provided. It is characterized in that the non-contact sensors are provided at different positions.

く作用〉 本発明の上記構成による作用は、次のとおりである。Effect〉 The effects of the above configuration of the present invention are as follows.

■ 空白部が一方の非接触式センサによって検出された
ときに、他方の非接触式センサによって検出される目盛
りの数は、空白部の幅が互いに異なっていることから、
前記一方の非接触式センサで検出された空白部がいずれ
の空白部であるかによって相違する。
■ When a blank area is detected by one non-contact sensor, the number of scale marks detected by the other non-contact sensor is, because the width of the blank area is different from each other.
It differs depending on which blank area is detected by the one non-contact type sensor.

@ 回転体の回転に伴って前記の検出された空白部が前
記他方の非接触式センサに検出されたときには、前記一
方の非接触式センサによって検出される目盛りの数は■
の場合と同数である。しかし、空白部を検出している非
接触式センサが■の場合とは異なっている。
@ When the detected blank area is detected by the other non-contact sensor as the rotating body rotates, the number of scales detected by the one non-contact sensor is
The number is the same as in the case of . However, this is different from the case (2) in which the non-contact sensor detecting the blank area is used.

O以上の■および@から、空白部がいずれの非接触式セ
ンサによって検出されたかの判断〔夏〕と、空白部が検
出されたときにそれを検出した非接触式センサとは別の
非接触式センサが目盛りを幾つ検出したかの判断(n)
とによって、回転体が原点位置からその空白部検出位置
まで回転した絶対的回転角を知ることができる。
From ■ and @ above O, determine which non-contact sensor detected the blank area [summer], and which non-contact sensor other than the non-contact sensor that detected the blank area when it was detected. Judgment of how many scale marks the sensor has detected (n)
From this, it is possible to know the absolute rotation angle of the rotating body from its origin position to its blank area detection position.

換言すれば、条件(1)、  (II)のAND条件に
基づいて絶対的回転角が一義的に定まるのである。
In other words, the absolute rotation angle is uniquely determined based on the AND condition of conditions (1) and (II).

0 回転体の目標とする絶対的回転角の位置は、空白部
検出位置のこともあれば、それ以外の位置のこともある
。前者の場合は、空白部検出位置で回転体を停止する等
の所定の制御を行えばよい。
0 The position of the target absolute rotation angle of the rotating body may be the blank portion detection position or may be another position. In the former case, predetermined control such as stopping the rotating body at the blank detection position may be performed.

後者の場合は、空白部検出位置(この位置の絶対的回転
角は判っている)から目標とする絶対的回転角までの差
の角度分に相当する数の目盛りを検出した位置で回転体
を停止する等の所定の制御を行えばよい。
In the latter case, the rotating body is moved at the position where the number of scale marks corresponding to the angle difference between the blank detection position (the absolute rotation angle at this position is known) and the target absolute rotation angle is detected. Predetermined control such as stopping may be performed.

■ 以上の■〜■を総合すると、次のような回転角検出
方式のもとで、回転制御することが可能となる。
(2) By integrating the above (2) to (2), it becomes possible to control the rotation based on the following rotation angle detection method.

すなわち、目標とする絶対的回転角に最も近い回転角で
空白部が非接触式センサによって検出されることになる
その空白部を検出するまで、回転体を高速で回転させる
。空白部の幅は1個の目盛りに比べて充分に大きいから
、回転体を高速回転しても、空白部を検出することは可
能である。この高速回転においては、空白部を検出する
ことが目的であって、従来例のようにピッチの小さい目
盛りを1個ずつ検出する必要はない。
That is, the rotating body is rotated at high speed until a blank portion is detected at a rotation angle closest to the target absolute rotation angle, which is to be detected by the non-contact sensor. Since the width of the blank area is sufficiently larger than one scale, it is possible to detect the blank area even if the rotating body is rotated at high speed. In this high-speed rotation, the purpose is to detect blank areas, and there is no need to detect scales with small pitches one by one as in the conventional example.

回転体が前記の空白部を検出した後は、その位置から目
盛りを1個ずつ本食出しながら目標とする絶対的回転角
まで回転させればよい。
After the rotating body detects the blank area, it is sufficient to rotate the scale from that position to the target absolute rotation angle while moving the scale one by one.

したがって、全体として目標とする絶対的回転角までの
回転を高速に行える。
Therefore, the overall rotation up to the target absolute rotation angle can be achieved at high speed.

○ 目盛りの欠けやノイズが原因で読み取りミスが生し
検出された絶対的回転角に誤差が発生した場合でも、空
白部の検出位置で一義的に決まりている絶対的回転角を
確認することが可能であるので、その空白部検出位置に
おいて前記の検出角度誤差を補正することが比較的簡単
に行える。
○ Even if a reading error occurs due to a missing scale or noise, and an error occurs in the detected absolute rotation angle, it is possible to confirm the absolute rotation angle that is uniquely determined by the detection position of the blank area. Therefore, it is relatively easy to correct the detection angle error at the blank portion detection position.

■ 2Bプラグのコンセント抜けや停電のために、RA
Mにストアしていたカウントif! 、 (回転角)が
クリアされ現在の絶対的回転角が判らなくなってしまっ
た場合、電源復帰後に従来例のように回転体を大きく原
点位置まで戻す必要はない。
■ Due to disconnection of the 2B plug or power outage, the RA
Count if stored in M! , (rotation angle) is cleared and the current absolute rotation angle is no longer known, there is no need to return the rotating body to the origin position by a large distance after the power is restored, as in the conventional example.

原点位置と同様な意味で空白部はその絶対的回転角が一
義的に決まっているので、現在の回転位置から最も近い
空白部まで戻すことにより、絶対的回転角が判る状態へ
の復帰が素早く行える。
In the same sense as the origin position, the absolute rotation angle of a blank area is uniquely determined, so by returning from the current rotation position to the closest blank area, you can quickly return to a state where the absolute rotation angle is known. I can do it.

それゆえにまた、RAMのバックアップ電源が不要とな
り、その分コストダウンが可能となる。
Therefore, a backup power source for the RAM is not required, and costs can be reduced accordingly.

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は回転角検出装置の要部の平面図、第2図はその
側面図である。
FIG. 1 is a plan view of the main parts of the rotation angle detection device, and FIG. 2 is a side view thereof.

カム溝1aが形成された円板状の回転体1の外周面ば、
その上半部の平滑な目盛り形成領域1bと、下半部の歯
部が形成されたギア部ICとに区分されている。このカ
ム溝付き回転体lのギア部1cにはカム駆動ギア2が噛
合されている。また、目盛り形成領域1bには、カム溝
1aの中心角に合わせてO〜270°の範囲に、ペイン
トの塗布により、1@の等間隔で目盛り4が形成されて
いる。
The outer peripheral surface of the disc-shaped rotating body 1 in which the cam groove 1a is formed,
It is divided into a smooth scale forming area 1b in the upper half and a gear part IC in which teeth are formed in the lower half. A cam drive gear 2 is meshed with the gear portion 1c of the rotary body 1 with cam grooves. Further, in the scale forming area 1b, scales 4 are formed at equal intervals of 1@ by applying paint in a range of 0 to 270 degrees in accordance with the central angle of the cam groove 1a.

目盛り4は、白、黒のパターンが繰り返されたもので、
白黒パターンの1個分が1°の角度をもつ、  0.5
”の黒の部分が目盛り4となる。なお、目盛り4は、円
弧の目盛り形成領域1bに形成されていることから、回
転体1の回転中心まわりの円弧上において形成されてい
ることになる。
Scale 4 is a repeating pattern of white and black.
One black and white pattern has an angle of 1°, 0.5
The black part of " is the scale 4. Since the scale 4 is formed in the scale forming area 1b of the circular arc, it is formed on the circular arc around the rotation center of the rotating body 1.

目盛り形成領域1bは、その全範囲に目盛り4が形成さ
れているのではなく、90°ずつ隔てた4箇所に百盛り
のない第1ないし第4の空白部E1〜E4が形成されて
いる。これら4つの空白部E1−E4は、周方向の幅を
互いに異にしている。
In the scale forming area 1b, the scale 4 is not formed in the entire range, but first to fourth blank parts E1 to E4 without a hundred marks are formed at four locations separated by 90 degrees. These four blank parts E1 to E4 have different widths in the circumferential direction.

すなわち、第1の空白部Elの幅は目盛り4についての
白黒パターン3個分、第2の空白部E2の幅は白黒パタ
ーン5個分、第3の空白部E3の幅は7個分、第4の空
白部E4の幅は9個分となっている。
That is, the width of the first blank area El is the width of 3 black and white patterns for scale 4, the width of the second blank area E2 is the width of 5 black and white patterns, the width of the third blank area E3 is the width of 7 black and white patterns, and the width of the third blank area E3 is the width of 7 black and white patterns. The width of the blank part E4 of No. 4 is nine spaces.

目盛り形成領域1bを平面に展開して示すと、第3図の
ようになる。
When the scale forming area 1b is developed and shown in a plane, it becomes as shown in FIG.

第1図はカム溝付き回転体lが原点位置(0’)にある
状態を示すが、この状態で第1の空白部Elの半径方向
外側位置と、第1の空白部Elと第4の空白部E4との
丁度真ん中の箇所(回転方向で原点位置から45°の箇
所〉の半径方向外側位置とに、それぞれ光学式で投受光
タイプの第1.第2の非接触式センサ5a、5bが回転
体1から小距離離して配置されている。これら非接触式
センサ5a、5bはともに目盛り4および空白部E1〜
E4を検出するものである。
FIG. 1 shows a state in which the cam grooved rotating body l is at the origin position (0'), and in this state, the radially outer position of the first blank part El, First and second non-contact type sensors 5a, 5b of optical light emitting/receiving type are installed at the outer radial position exactly in the middle of the blank area E4 (45° from the origin position in the rotational direction). are arranged at a short distance from the rotating body 1. Both of these non-contact type sensors 5a and 5b have a scale 4 and a blank area E1 to
This detects E4.

次の表は、回転体1の45’ごとの絶対的回転角(ただ
し、0〜270°の範囲)と、各々の絶対的回転角の位
置まで回転体1が回転したときの両非接触式センサ5a
、5bの出力との対応関係をまとめたものである。
The following table shows the absolute rotation angle of the rotating body 1 every 45' (range of 0 to 270°) and the results of both non-contact types when the rotating body 1 rotates to the position of each absolute rotation angle. Sensor 5a
, 5b is summarized.

表〔絶対的回転角と両センサの出力〕 例えば、絶対的回転角が磁■のO″のとき、第1のセン
サ5aが第1の空白部Elを検出し、第2のセンサ5b
が3個分の目盛り4を検出する状態となる。また、絶対
的回転角が階■の45′のとき、第2のセンサ5bが第
1の空白部Elを検出し、第1のセンサ5aが3個分の
目盛り4を検出する状態となる。
Table [Absolute rotation angle and output of both sensors] For example, when the absolute rotation angle is O'' of the magnetic field, the first sensor 5a detects the first blank area El, and the second sensor 5b
is in a state where three scale marks 4 are detected. Further, when the absolute rotation angle is 45' of floor (2), the second sensor 5b detects the first blank area El, and the first sensor 5a detects three scale marks 4.

絶対的回転角が弘■の90”のとき、第1のセンサ5a
が第2の空白部E2を検出し、第2のセンサ5bが5個
分の目盛り4を検出する状態となり、絶対的回転角が隘
■の135@のとき、第2のセンサ5bが第2の空白部
E2を検出し、第1のセンサ5aが5個分の目盛り4を
検出する状態となる。
When the absolute rotation angle is 90", the first sensor 5a
detects the second blank part E2, the second sensor 5b detects five scale marks 4, and when the absolute rotation angle is 135@, the second sensor 5b detects the second blank part E2. , and the first sensor 5a is in a state where it detects five scale marks 4.

逆にいうと、ある空白部が第1のセンサ5aによって検
出されたときに、第2のセンサ5bが検出する目盛り4
の個数が例えば弘■の7個である場合には、その空白部
は第3の空白部E3であり、このときの回転体1の絶対
的回転角は180’であるということが判る。
Conversely, when a certain blank area is detected by the first sensor 5a, the scale 4 detected by the second sensor 5b
For example, if the number of blank spaces is 7 (Hiro), then the blank space is the third blank space E3, and it can be seen that the absolute rotation angle of the rotating body 1 at this time is 180'.

もし、この場合に、第2のセンサ5bが検出する目盛り
4の個数が弘■の9個であれば、その空白部は第4の空
白部E4であり、そのときの回転体1の絶対的回転角は
270@であるということが判る。
In this case, if the number of scale marks 4 detected by the second sensor 5b is 9, the blank part is the fourth blank part E4, and the absolute value of the rotating body 1 at that time is 9. It can be seen that the rotation angle is 270@.

また、ある空白部が第2のセンサ5bによって検出され
たときに、第1のセンサ5aが検出する目盛り4の個数
が魚■の7個である場合には、その空白部は第3の空白
部E3であり、そのときの回転体1の絶対的回転角は2
25°であるということが判る。
Further, when a certain blank part is detected by the second sensor 5b, if the number of scale marks 4 detected by the first sensor 5a is 7 fish (■), the blank part is replaced by a third blank part. part E3, and the absolute rotation angle of the rotating body 1 at that time is 2
It turns out that the angle is 25°.

このように、空白部が第1.第2のセンサ5a。In this way, the blank part is the first. Second sensor 5a.

5bのうちいずれのセンサによって検出されたかの判断
(1)と、空白部が検出されたときにそれを検出したセ
ンサとは違う方のセンサが目盛り4を幾つ検出したかの
判断(IT)とによって、回転体lの絶対的回転角を知
ることができ、絶対的回転角が一義的に定まるのである
5b, by determining which sensor detected the blank area (1), and determining how many scale marks 4 were detected by a sensor different from the sensor that detected the blank area (IT). , the absolute rotation angle of the rotating body l can be known, and the absolute rotation angle is uniquely determined.

第4図は回転角検出装置の概略的なシステム構成図であ
る。
FIG. 4 is a schematic system configuration diagram of the rotation angle detection device.

第1.第2のセンサ5a、5bの検出信号と、絶対的回
転角目標値θ。bJの信号とが制御回路6に人力される
。制御回路6は、両センサ5a、5bの検出信号に基づ
き所定の演算を行って現在の回転体1の絶対的回転角θ
、を算出し、これをRAM7に更新的にストアするとと
もに、現在の絶対的回転角θ、が絶対的回転角目標値θ
。〜と一致するまで、カム駆動ギア2を駆動するモータ
8に対して増幅回路9を介して駆動信号を出力する。
1st. The detection signals of the second sensors 5a and 5b and the absolute rotation angle target value θ. bJ signal is manually input to the control circuit 6. The control circuit 6 performs a predetermined calculation based on the detection signals of both sensors 5a and 5b to determine the current absolute rotation angle θ of the rotating body 1.
, is updated and stored in the RAM 7, and the current absolute rotation angle θ is set to the absolute rotation angle target value θ.
. A drive signal is outputted to the motor 8 that drives the cam drive gear 2 via the amplifier circuit 9 until .

以下に、より詳しい動作を第1図、第5図および第6図
に基づいて説明する。
Below, more detailed operation will be explained based on FIG. 1, FIG. 5, and FIG. 6.

第1図に示す原点位置O″から100@まで回転体1を
回転させるものとする。
It is assumed that the rotating body 1 is rotated from the origin position O'' shown in FIG. 1 to 100@.

100’までには、空白部がセンサによって検出される
回数が2回ある。すなわち、ぬ■の第1の空白部Elが
第2のセンサ5bによって検出される場合(45@)と
、弘■の第2の空白部E2が第1のセンサ5aによって
検出される場合(90°)とである。ioo ’に最も
近い回転角で空白部が検出されるのは、906の回転位
置である。この90″の回転角は制御回路6で算出され
る。
By 100', the blank space is detected by the sensor twice. That is, when the first blank part El of Nu ■ is detected by the second sensor 5b (45@), and when the second blank part E2 of Hiro ■ is detected by the first sensor 5a (90 °). The blank portion is detected at the rotation angle closest to ioo' at rotation position 906. This rotation angle of 90'' is calculated by the control circuit 6.

したがって、制御回路6は、途中の456を無視して、
回転体lが一旦、90°まで高速回転されるように増幅
回路9に対して高い電圧を出力する。
Therefore, the control circuit 6 ignores 456 in the middle,
A high voltage is output to the amplifier circuit 9 so that the rotating body l is once rotated at high speed up to 90 degrees.

90°まで回転して停止するには次のようにする(第5
図参照)。
To rotate to 90 degrees and stop, do the following (5th
(see figure).

すなわち、狙■の90’は、第1のセンサ5aによって
空白部(第2の空白部E2)が検出され、第2のセンサ
5bによって目盛り4が5個分検出されたときに対応す
る。
That is, the target point 90' corresponds to when the first sensor 5a detects a blank area (second blank area E2) and the second sensor 5b detects five scale marks 4.

第1のセンサ5aも第2のセンサ5bも、空白部を検出
するまでは、“12′、“H′、“L”“H”・・・・
のように1″進むごとに反転する。制御回路6は、第1
のセンサ5aが白黒パターンの白部を検出したときの“
L”の信号と、黒部を検出したときの“H”の信号とが
、“L”、“H”“L”、“■4”・・・・と繰り返さ
れている状態から、空白部を検出するようになり、その
検出信号が“1、”L”、′L”・・・・と連続するよ
うになったことをまず判断するとともに、“L゛が連続
し始めた時点から、第2のセンサ5bが@H”となる回
数のカウントを開始する。
Both the first sensor 5a and the second sensor 5b display "12', "H', "L", "H", etc. until they detect a blank area.
The control circuit 6 inverts the first
When the sensor 5a detects the white part of the black and white pattern, "
From the state where the “L” signal and the “H” signal when the black area is detected are repeated as “L”, “H”, “L”, “■4”, etc., the blank area is detected. First, it is determined that the detection signal has started to be detected and that the detection signal has become continuous as “1,” “L”, “L”, etc., and from the point when “L” starts to occur continuously, Counting of the number of times the second sensor 5b becomes @H'' is started.

そして、第1のセンサ5aが連続する“L″の状態から
“H”に反転するまでのカウント数が狙■の5個になっ
たときに、制御回路6から増幅回路9への出力を停止し
て回転体1の回転を停止する。これで、第5図に示すよ
うに、90″′の位置で一旦停止する。
Then, when the number of counts until the first sensor 5a changes from the continuous "L" state to "H" reaches the target number of five, the output from the control circuit 6 to the amplifier circuit 9 is stopped. Then, the rotation of the rotating body 1 is stopped. Now, as shown in FIG. 5, it is temporarily stopped at the 90'' position.

回転体1を90°で停止してから、直ちに再び回転体1
を低速で回転する。このときは制御回路6から増幅回路
9への出力電圧は低くする。90°から1006までは
106であるから、第2のセンサ5bが“H”を10個
カウントするまで低速回転を続け、l0個をカウントし
たときに回転体1を停止する。
After stopping the rotating body 1 at 90°, immediately turn the rotating body 1 again.
Rotate at low speed. At this time, the output voltage from the control circuit 6 to the amplifier circuit 9 is made low. Since the distance from 90° to 1006 is 106, the rotary body 1 continues to rotate at low speed until the second sensor 5b counts 10 "H"s, and stops the rotating body 1 when it counts 10 times.

これによって、第6図に示すように、回転体1を絶対的
回転角目標値θ。bJ= 100aまで回転して停止で
きる。また、制御回路6は、906に106を加算した
結果の1006を絶対的回転角θ、としてRAM7にス
トアする。
As a result, as shown in FIG. 6, the rotating body 1 is moved to the absolute rotational angle target value θ. It can rotate and stop up to bJ=100a. Further, the control circuit 6 stores the result of adding 106 to 906, 1006, in the RAM 7 as the absolute rotation angle θ.

なお、目標値θ。bjが丁度90″のときは低速回転の
必要はない。また、目標値θ。1が例えば86″のとき
は、モータ8を逆転して第2のセンサ5hが“H”を4
個ダウンカウントしたときに回転体1を停止すればよい
Note that the target value θ. When bj is exactly 90'', there is no need for low-speed rotation. Also, when the target value θ.
It is sufficient to stop the rotating body 1 when the count is down.

なお、5個分の目盛り4の中央(3番目)を90″とす
る場合には、厳密には、カウント数が5個になったとき
の回転体1の絶対的回転角θ、は、1目盛りが1°であ
るので、中央の目盛りから4番目、5番目とカウントす
るので26プラスされて92°となる。
In addition, if the center (third) of the five scale marks 4 is set to 90'', strictly speaking, the absolute rotation angle θ of the rotating body 1 when the number of counts reaches five is 1 Since the scale is 1 degree, we count the fourth and fifth points from the center scale, so we add 26 and get 92 degrees.

したがって、前記の説明において、90″は92″と、
10°は8″と、4個は6個とそれぞれ読み替えて考え
ればよい。目標値θ、Jが丁度90″のときは2″分だ
け逆転する。
Therefore, in the above explanation, 90'' is 92'',
10 degrees can be interpreted as 8'' and 4 as 6. When the target values θ and J are exactly 90'', the rotation is reversed by 2''.

もう1つの例として、1006から210 ’まで回転
する場合を説明する。
As another example, a case of rotation from 1006 to 210' will be explained.

210 ’に最も近い回転角で空白部が検出されるのは
、M■の225°の回転位置である。制御回路6は、途
中の135”、  180”を無視して、回転体1が一
旦、225 ’まで高速回転されるように高い電圧を出
力する0M■の225°は、第2のセンサ5bによって
空白部(第3の空白部E3)が検出され、第1のセンサ
5aによって目盛り4が7個分検出されたときに対応す
る。
The blank space at the rotation angle closest to 210' is detected at the 225 degree rotational position of M■. The control circuit 6 outputs a high voltage so that the rotating body 1 is once rotated at a high speed of 225', ignoring the intermediate 135'' and 180''. This corresponds to when a blank portion (third blank portion E3) is detected and seven scale marks 4 are detected by the first sensor 5a.

制御回路6は、第2のセンサ5bが1L”“H”、”L
”、”H”・・・・を繰り返している状態から、空白部
を検出するようになり、その検出信号が“L”の連続す
る状態になったことをまず判断するとともに、“L”が
連続し始めた時点から、第1のセンサ5aが“H”とな
る回数のカウントを開始する。
The control circuit 6 is configured such that the second sensor 5b is 1L""H","L"
","H", etc. are repeated, then a blank section is detected. First, it is determined that the detection signal has become a continuous state of "L", and when "L" From the point in time when the sequence starts, counting of the number of times the first sensor 5a becomes "H" is started.

そして、第2のセンサ5bが連続する“L”の状態から
“H”に反転するまでのカウント数が隠■の7個になっ
たときに、回転体1の回転を停止する。これで、225
 ’の位置で一旦停止する。
Then, when the number of counts until the second sensor 5b changes from the continuous "L" state to "H" reaches seven, the rotation of the rotating body 1 is stopped. Now 225
' It will stop once at the position.

回転体1を225 ’で停止してから、直ちに再び回転
体1を低速で逆方向に回転する。このときは制御回路6
からの出力電圧は低くする。225°から210°まで
は15@であるから、第1のセンサ5aが“H”を15
個カウントするまで低速の逆回転を続け、15個をカウ
ントしたときに回転体1を停止する。
After stopping the rotating body 1 at 225', the rotating body 1 is immediately rotated again at low speed in the opposite direction. At this time, the control circuit 6
The output voltage from the Since the angle from 225° to 210° is 15@, the first sensor 5a detects "H" at 15@.
The rotating body 1 continues to rotate at a low speed in reverse until it counts 15 pieces, and then stops the rotating body 1 when 15 pieces are counted.

これによって、回転体1を絶対的回転角目標値θ−bJ
= 210’まで回転して停止できる。また、制御回路
6は、2256から15″を減算した結果の2106を
絶対的回転角θ1としてRAM7にストアする。
As a result, the rotating body 1 is set to the absolute rotation angle target value θ−bJ
= Can rotate up to 210' and stop. Further, the control circuit 6 stores the result of subtracting 15'' from 2256, 2106, in the RAM 7 as the absolute rotation angle θ1.

なお、7個分の目盛り4の中央(4番目)を225°と
する場合には、厳密には、カウント数が7個になったと
きの回転体Iの絶対的回転角θtは、2296である。
In addition, if the center (4th) of the 7 scales 4 is set to 225°, strictly speaking, the absolute rotation angle θt of the rotating body I when the number of counts reaches 7 is 2296. be.

したがって、前記の説明において、225 ”は229
@と、15″は19″と、15個は19個とそれぞれ読
み替えて考えればよい。
Therefore, in the above explanation, 225'' is 229
You can read @, 15'' as 19'', and 15 pieces as 19 pieces.

ところで、210 ’から215 ’まで回転するとき
は、RAM7から210°を読み出し、目標値θ。、J
= 215°との差56を求める。そして、回転体1を
正方向に低速で回転しながら第1のセンサ5a(または
第2のセンサ5b)のカウント数が5だけ増加した時点
で回転を停止す、ればよい。
By the way, when rotating from 210' to 215', read 210° from RAM 7 and set it as the target value θ. , J.
= 215° and find the difference 56. Then, while rotating the rotating body 1 in the forward direction at a low speed, the rotation may be stopped when the count number of the first sensor 5a (or the second sensor 5b) increases by 5.

停電等によってRAM7の内容がクリア、されたとする
と、現在の回転体1の絶対的回転角θ、が判らなくなる
が、電源が復帰してから、回転体1を正転または逆転さ
せて最初に見つかる空白部で停止する。
If the contents of the RAM 7 are cleared due to a power outage, etc., the current absolute rotation angle θ of the rotating body 1 will not be known, but it will be found first after the power is restored and the rotating body 1 is rotated forward or reverse. Stop at a blank space.

その空白部が第1.第2のセンサ5a、5bのうちのい
ずれのセンサで検出されたか、そして、空白部を検出し
たのとは別のセンサで目盛り4を幾つ検出したかによっ
て、前出の表に基づきその空白部で停止させたときの回
転体1の絶対的回転角θ、を知ることができる。
The blank space is the first. Depending on which sensor among the second sensors 5a and 5b detected the blank area and how many scale marks 4 were detected by a sensor other than the one that detected the blank area, the blank area is determined based on the table above. It is possible to know the absolute rotation angle θ of the rotating body 1 when it is stopped at .

従来例のように原点位置まで戻す必要はない。There is no need to return to the origin position as in the conventional example.

もっとも、停電時の回転位置が原点位置に近い場合には
、原点位置に戻ることもある得る。
However, if the rotational position at the time of power outage is close to the original position, it may return to the original position.

本発明は、次のような構成のものも実施例として含む。The present invention also includes the following configuration as an example.

(i)目盛り4のピッチは1″以外、任意に選択してよ
い。
(i) The pitch of scale 4 may be arbitrarily selected other than 1''.

(ii )空白部のピッチおよび数は任意である。(ii) The pitch and number of blank parts are arbitrary.

(iii )空白部に対応した目盛りの数は奇数に限ら
ず、偶数でもよいし、1つずつ増えるのでもよい。
(iii) The number of scale marks corresponding to the blank area is not limited to an odd number, but may be an even number, or may be increased by one.

(1v)目盛り形成領域1bを回転体1の外周面に形成
したが、回転体1の表面に形成してもよい。
(1v) Although the scale forming area 1b is formed on the outer peripheral surface of the rotating body 1, it may be formed on the surface of the rotating body 1.

(v)非接触式センサとして磁気的センサを用いてもよ
い。この場合、目盛りは磁性膜で作る。
(v) A magnetic sensor may be used as the non-contact sensor. In this case, the scale is made of magnetic film.

(vl)非接触式センサの数は2個に限る必要はなく、
3個以上であっても実施できる。
(vl) The number of non-contact sensors does not need to be limited to two,
It can be implemented even if there are three or more.

(vj)カムの回転角検出に限るものではなく、広く一
般の回転体の回転角検出に用いることができる。
(vj) The present invention is not limited to detecting the rotation angle of a cam, but can be widely used to detect the rotation angle of a general rotating body.

〈発明の効果〉 本発明によれば、次の効果が発揮される。<Effect of the invention> According to the present invention, the following effects are achieved.

■ 非接触の検出方式であるため、構造が比較的簡単で
スペース面でも有利であり、トルク損失もない。
■ Since it is a non-contact detection method, the structure is relatively simple and space-saving, and there is no torque loss.

■ 空白部がいずれの非接触式センサによって検出され
たかの判断(1)と、空白部が検出されたときにそれを
検出した非接触式センサとは別の非接触式センサが目盛
りを幾つ検出したかの判断CI+)とに基づいて、回転
体が原点位置からその空白部検出位置まで回転した絶対
的回転角を知ることができる。換言すれば、条件(1)
、 C11)のAND条件に基づいて絶対的回転角を一
義的に定めることができる。
■ Determining which non-contact sensor detected the blank area (1) and how many scale marks were detected by a non-contact sensor other than the one that detected the blank area when the blank area was detected. Based on the determination CI+), it is possible to know the absolute rotation angle of the rotating body from the origin position to the blank detection position. In other words, condition (1)
, C11), the absolute rotation angle can be uniquely determined based on the AND condition.

したがって、目標とする絶対的回転角に最も近い回転角
で空白部が検出されることになるその空白部を検出する
まで回転体を高速で回転させ(空白部の幅は1個の目盛
りに比べて大きいから、高速回転しても空白部を検出漏
れすることはない)、その後は目盛りを1個ずつ検出し
ながら目標とする絶対的回転角まで回転させればよく、
全体として高速動作が可能となる。
Therefore, the blank area will be detected at the rotation angle closest to the target absolute rotation angle.The rotating body is rotated at high speed until the blank area is detected (the width of the blank area is smaller than one scale). (Since the scale is large, blank areas will not be missed even when rotating at high speed.) After that, all you have to do is rotate the scale to the target absolute rotation angle while detecting the scale one by one.
Overall, high-speed operation is possible.

■ 目盛りの欠けやノイズのために読み取り〔スを生し
、検出された絶対的回転角に誤差が発生した場合でも、
空白部の検出位置で一義的に決まっている絶対的回転角
を確認することにより、検出角度誤差を容易に補正する
ことができる。
■ Even if errors occur in the detected absolute rotation angle due to missing readings or noise,
By confirming the absolute rotation angle that is uniquely determined at the detection position of the blank area, the detection angle error can be easily corrected.

■ 電源プラグのコンセント抜けや停電のためにRAM
等の揮発性メモリがクリアされ現在の絶対的回転角が判
らなくなってしまった場合、電源復帰後に回転体を原点
位置まで戻す必要がなく、現在の回転位置から最も近い
空白部まで戻すだけで絶対的回転角を確定し得る状態に
素早く復帰させることができる。そして、揮発性メモリ
のハソクアノプ電源を不要化してコストダウンを図るこ
とができる。
■ If the power plug is unplugged or a power outage occurs, the RAM
If the volatile memory such as It is possible to quickly return to a state in which the target rotation angle can be determined. In addition, it is possible to eliminate the need for a power supply for volatile memory, thereby reducing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ないし第6図は本発明の一実施例に係り、第1図
は回転角検出装置の要部の平面図、第2図はその側面図
、第3図は目盛り形Ifi pJl域の展開図、第4図
は回転角検出装置の概略的なシステム構成第3図 (目盛り形成領域の展開図) 角検出装置の平面図である。
1 to 6 relate to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a plan view of the main parts of the rotation angle detection device, FIG. 2 is a side view thereof, and FIG. 3 is a diagram of the scale-shaped Ifi pJl area. 4 is a schematic system configuration of the rotation angle detecting device. FIG. 3 is a developed view of the scale forming area. FIG. 4 is a plan view of the angle detecting device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)回転体の回転中心まわりの円弧上において前記回
転体に比較的小さなピッチで等間隔に目盛りが形成され
、 その目盛り形成領域において比較的大きな間隔を隔てた
複数箇所に目盛りのない空白部が形成され、 それら複数の空白部の幅が互いに異なる状態に構成され
ているとともに、 前記目盛りおよび空白部を検出する少なくとも2個の非
接触式センサが互いに異なる位置に設けられていること
を特徴とする回転角検出装置。
(1) Scales are formed on the rotary body at equal intervals with a relatively small pitch on an arc around the rotation center of the rotary body, and in the scale formation area, there are blank areas without scales at multiple locations separated by relatively large intervals. are formed, the widths of the plurality of blank parts are configured to be different from each other, and at least two non-contact sensors for detecting the scale and the blank part are provided at different positions. Rotation angle detection device.
JP1203519A 1989-08-04 1989-08-04 Rotational angle detecting device Pending JPH0367122A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1203519A JPH0367122A (en) 1989-08-04 1989-08-04 Rotational angle detecting device

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JP1203519A Pending JPH0367122A (en) 1989-08-04 1989-08-04 Rotational angle detecting device

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JP (1) JPH0367122A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007064981A (en) * 2005-08-31 2007-03-15 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd Optical encoder equipped with integrated index channel
JP2008292483A (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Dr Johannes Heidenhain Gmbh Scale for encoder, and encoder

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