JPH04172203A

JPH04172203A - シリアルエンコーダ

Info

Publication number: JPH04172203A
Application number: JP2298783A
Authority: JP
Inventors: Keiji Sakamoto; 坂本　啓二; Mitsuyuki Taniguchi; 満幸谷口; Hirofumi Kikuchi; 弘文菊地
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1992-06-19
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JP2662900B2

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サーボモータ等の回転位置、電気角。

を検出するエンコーダに関する。

従来の技術モータのロータ軸に取り付けられ、位置信号として、９
０度位相差のある２つの矩形波信号、モータの電気角を
示すコード信号および１回転毎に１パルス発生する１回
転信号を発生するエンコーダはすでに公知である。

第３図は、このようなエンコーダを工作機械等の送り軸
を駆動するサーボモータの制御に使用したときの、エン
コーダとサーボモータを制御するコンピュータ内蔵の数
値制御装置（以下ＣＮＣコントローラという）との関係
を示すブロック図で、エンコーダ３０からは、９０度位
相差のあるＡ相。

Ｂ相の矩形波信号と、エンコーダが取り付けられている
ロータの電気角の信号（Ｃ相）と１回転に１パルス出力
する１回転信号（Ｚ相）を出力しこれらの信号をＣＮＣ
コントローラ３１に入力し、ＣＮＣコントローラ３１は
人相、Ｂ相信号から正回転パルス、逆回転パルスを求め
該パルスをカウントして位置データを得るポジションカ
ウンタ、上記電気角信号（Ｃ相）および上記正回転パル
ス、逆回転パルスよりロータ角度、すなわち、精度の高
い電気角を求めるＡＭＲカウンタ、一回転信号（Ｚ相）
を受信するとリセットし、原点の位置を記憶するリファ
レンスカウンタを有し、ＣＮＣコントローラ３１はこれ
らカウンタの値によって、サーボモータの回転位置、お
よびサーボモータの各相巻線に流す電流を制御するよう
になっている。

発明が解決しようとする課題以上のように、従来のエンコーダにおいては、エンコー
ダ３０からはＣＮＣコントローラ３１に位置信号として
のＡ相、Ｂ相信号、電気角信号（Ｃ相）、一回転信号（
Ｚ相）か出力されており、Ａ相、Ｂ相の位置信号のため
に４本の信号線を必要とし、また、電気角信号として、
電気角３６０度を分割した数に応じた信号線を必要とす
る。−般に電気角３６０度を１６分割することが多く、
この場合には、分割区分をコードで出力することから、
４ビツトコードとなり４本の信号線を必要とする。さら
に１回転信号（２相）も２本の信号線を必要とする。そ
のため、信号線の数が多くなり、受信側のレシーバ回路
の数も多くなるなり、それだけ高価なものとなる。

そこで本発明の目的は、信号線数を減らしたシリアルエ
ンコーダ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９０度位相差のある２つの矩形波信号。

電気角信号、１回転毎に出力される一回転信号を発生す
る信号発生部からの２つの矩形波信号より正転、逆転の
パルスに変換するパルス変換回路を設け、該パルス変換
回路からの出力パルスをカウントして位置を検出するポ
ジションカウンタと、上記電気角信号と上記パルス変換
回路の出力パルスによって精度の高い電気角を検出する
ＡＭＲカウンタと、上記１回転信号ごとに上記ポジショ
ンカウンタの値をラッチするリファレンスカウンタとを
エンコーダ内に設け１、リクエスト信号が入力される毎
に上記ポジションカウンタ、リファレンスカウンタ、Ａ
ＭＲカウンタの値をパラレル信号からシリアル信号にパ
ラレル／シリアル変換器で変換し出力する。また、上記
リクエスト信号で上記ポジションカウンタをリセットす
るようにすることによって、エンコーダからは、シリア
ル信号を出力する一対の信号線と、リクエスト信号の一
対の信号線のみでよいようにした。

作　　　　用パルス変換回路は、信号発生部から出力されるＡ相、Ｂ
相の矩形波信号から該矩形波信号の順序に応じて正回転
か逆回転か判別し正回転パルス若しくは逆回転パルスを
出力する。そして、このパルスをポジションカウンタは
カウントし位置を検出する。また、ＡＭＲカウンタは、
電気角信号と、上記パルス変換回路の出力パルスより、
電気角信号の１単位内を上記パルス変換器の出力パルス
で内挿した精度の高い電気角を検出する。すなわち、電
気角信号より、３６０度の電気角を区分した区分領域の
信号を得て、パルス変換器の出力パルスによって上記電
気角信号の区分内を内挿した電気角信号を検出する。ま
た、リファレンスカウンタは一回転信号を受信する毎に
ポジションカウンタの値を記憶し、リクエスト信号が入
力されると、その時のポジションカウンタ、ＡＭＲカウ
ンタ。

リファレンスカウンタの値をパラレル／シリアル変換器
でシリアル信号に変換し出力する。また、リクエスト信
号認識回路は、リクエスト信号を受信するとポジション
カウンタをリセットする。

実施例第１図は本発明の一実施例の概要を説明するブロック図
で、図中１は本発明の一実施例のエンコーダで、エンコ
ーダ１内にポジションカウンタ１１、ＡＭＲカウンタ１
２、リファレンスカウンタ１３を有し、これらポジショ
ンカウンタ１１、ＡＭＲカウンタ１２、リファレンスカ
ウンタ１３の出力はパラレル／シリアル変換器１４に入
力されるようになっている。リクエスト信号認識回路１
５は、ＣＮＣ２から送信されるリクエスト信号をレシー
バ１７を介して受信し、リクエスト信号と判別すると、
上記ポジションカウンタ１１、ＡＭＲカウンタ１２、リ
ファレンスカウンタ１３の値ヲハラレル／シリアル変換
器１４でシリアル信号に変換し、ドライバ１６を介して
ＣＮＣ２に送信するようになっている。。

第２図は、上記エンコーダの詳細ブロック図で、モータ
のロータ軸等に取り付けられたコード盤およびそのコー
ドを検出する信号発生部からは、従来と同様に、９０度
位相差のあるＡ相、Ｂ相の矩形波信号ＰＡ、ＰＢ、モー
タの電気角３６０度を等分割し各区分の電気角をコード
で表した電気角信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ８、および一
回転に一回の一回転信号ＰＺ比出力れる。なお、こに信
号発生部の構成は従来と同一であるので、その詳細は省
略している。　− また、本実施例では、電気角信号は、電気角３６０度を
１６分割し、４ビツトのグレイコードで出力されるもの
としている。

上記矩形波信号ＰＡ、ＰＢはパルス変換器２０に入力さ
れ、矩形波信号の順序によって回転が正転か逆転か判別
し、正転時のパルスＰＰ、逆転時のパルスＮＰをパルス
変換器２０は出力する。そして、この正転パルスＰＰ、
逆転パルスＮＰはポジションカウンタ１１に入力され、
位置を検出するようになっている。

グレイコートで構成された電気角信号ＣＩ、Ｃ２、Ｃ４
，Ｃ８はグレイコードからバイナリコードに変換するグ
レイコード／バイナリコード変換回路に入力され、バイ
ナリコートに変換されてＡＭＲカウンタ１２に入力され
ている。さらに、ＡＭＲカウンタ１２は間引き回路２３
で正転パルスＰＰ、逆転パルスＮＰを間引いて１／′ｎ
にしたパルスを入力しカウントするようになっている。

本実施例においては、電気角１回転（３６０度）を１６
等分して、各区分をグレイコートで識別するようにして
おり、１６＝２’で４ビツトで構成されたグレイコード
（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ８）で電気角信号を構成してい
る。また、上記間引き回路２３で間引とする上記ｎの値
は、例えば、電気角１回転で位置パルスＰＰ若しくはＮ
Ｐが２０４８パルス発生する場合には、１６区分に分割
した１区分には２０４８／１６＝１２８パルス発生する
ことになり、これを６ビツトで表すと、１２８／２６＝
２となり、ｎ＝２としてパルス変換回路２０から出力さ
れるパルスを間引き回路２３で１／２に間引き、電気角
１区分内を６４に区分した内挿信号を得ることになり、
この場合内挿信号として、６ビツト設ければよいことに
なる。

また、符号２４，２５．２６はラッチ回路で、ラッチ回
路２４．２６はリクエスト信号認識回路１５から出力さ
れる信号基づいてポジションカウンタ１１．ＡＭＲカウ
ンタ１２の値をラッチし、また、ラッチ回路２５は一回
転信号ＰＺを受信する毎にポジションカウンタ１１の値
をラッチす乏。

符号１４はラッチ回路２４，２５．２６から入力される
パラレル信号をシリアル信号に変換するパラレル／シリ
アル変換器で、変換されたシリアル信号はドライバ１６
を介してＣＮＣ２に出力される。また、リクエスト信号
認識回路１５はレシーバ１７を介してＣＮＣ２から送信
されたリクエスト信号を認識し、ラッチ回路２４．２６
にラッチ指令を出力すると共に、ポジションカウンタ１
１をリセットするようになっていてる。

次に、このエンコーダの動作を説明する。

モータが回転すると信号発生部からは矩形波信号ＰＡ、
ＰＢ、電気角信号（ＣＩ、Ｃ２，Ｃ４゜Ｃ８）、一回転
信号ＰＺが出力される。矩形波信号ＰＡ、ＰＢはパルス
変換回路２０で正回転パルスＰＰ若しくは逆回転パルス
ＮＰに変換され、このパルスをポジションカウンタ１１
はカウントし、位置を検出する。また、グレイコード／
バイナリコード変換回路２１は電気角信号のグレーコー
ド（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ８）をバイナリコードに変換
し、ＡＭＲカウンタ１２はこのバイナリコードを順次記
憶する。一方、ＡＭＲカウンタ１２は間引き回路２３か
ら出力された間引きされた正回転パルスＰＰ、逆回転パ
ルスＮＰをカウントし、上記バイナリコードと間引き回
路２３の８カパルスのカウント値によって電気角を算出
することになる。また、一回転信号ＰＺが入力される毎
に、ラッチ回路２５はポジションカウンタ１１のカウン
ト値をラッチし、このラッチ回路２５がリファレンスカ
ウンタの役割をなす。こうしてポジションカウンタ１１
．ＡＭＲカウンタ１２．に位置。

電気角が順次記憶され、ラッチ回路２５にリファレンス
カウント値が順次記憶され、ＣＮＣ２よりリクエスト信
号が出力されるとレシーバ１７を介してリクエスト信号
認識回路１５がリクエスト信号を認識し、ラッチ回路２
４．２６にラッチ信号を出力しラッチ回路２４はポジシ
ョンカウンタ１１の値、ラッチ回路２６はＡＭＲカウン
タ１２の値をラッチする。そして、リクエスト信号認識
回路１５の出力はポジションカウンタ１１をリセットす
る。パラレル／シリアル変換器１４はラッチ回路２４．
２５．２６から入力されたパラレル信号を、すなわちポ
ジションカウンタの値、リファレンスカウンタの値、Ａ
ＭＲカウンタの値をシリアル信号に変換し、ドライバ１
６を介して、ＣＮＣ２に送信する。

以上のように、本発明のエンコーダはリクエスト信号に
同期して、ＣＮＣ２にポジションカウンタ値、リファレ
ンスカウンタ値、ＡＭＲカウンタ値をシリアル信号に変
換して送信するようにしたので、エンコーダ１とＣＮＣ
２間の信号線はエンコーダｌからＣＮＣ２に信号を送信
する２本の信号線と、ＣＮＣ２からエンコーダ１に送信
するリクエスト信号用の信号線２本の合計４本の信号線
でよい。そのため、ドライバ、レシーバ回路の数も少な
くすることができる。

発明の効果本発明においては、エンコーダと制御装ａ（ＣＮＣコン
トローラ）間の信号線が少なくなり、ケーブルが安くな
ると共に、ドライバ、レシーバ回路も少なくてすみ、全
体的に安価になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要を説明するブロック図
、第２図は、同実施例のエンコーダの詳細ブロック図、
第３図は、従来のエンコーダを使用したときの概要図で
ある。１・・・エンコーダ、２・・・コンピュータ内蔵の数値
制御装置（ＣＮＣ）　、１１・・・ポジションカウンタ
、１２・・・ＡＭＲカウンタ、１３・・・リファレンス
カウンタ、１４・・・パラレル／シリアル変換器、１５
・・・リクエスト信号認識回路、１６・・・ドライバ、
１７・・・レシーバ、２３・・・間引き回路、２４．２
５．２６・・・ラッチ回路。

Claims

【特許請求の範囲】

モータのロータ軸に取り付けられ回転位置、モータの電
気角を検出するエンコーダにおいて、９０度位相差のあ
る２つの矩形波信号、電気角信号、１回転毎に出力され
る一回転信号を発生する信号発生部と、上記２つの矩形
波信号より正転、逆転のパルスに変換するパルス変換回
路と、該パルス変換回路からの出力パルスをカウントし
て位置を検出するポジションカウンタと、上記電気角信
号と上記パルス変換回路の出力パルスによって電気角を
検出するＡＭＲカウンタと、上記１回転信号ごとに上記
ポジションカウンタの値をラッチするリファレンスカウ
ンタとを有し、リクエスト信号が入力される毎に上記ポ
ジションカウンタ、リファレンスカウンタ、ＡＭＲカウ
ンタの値をパラレル／シリアル変換器でシリアル信号に
変換して出力すると共に、上記ポジションカウンタをリ
セットすることを特徴とするシリアルエンコーダ。