JPH04331318A - 絶対位置検出方法および装置 - Google Patents

絶対位置検出方法および装置

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JPH04331318A
JPH04331318A JP2765091A JP2765091A JPH04331318A JP H04331318 A JPH04331318 A JP H04331318A JP 2765091 A JP2765091 A JP 2765091A JP 2765091 A JP2765091 A JP 2765091A JP H04331318 A JPH04331318 A JP H04331318A
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Kenji Hara
憲二 原
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Yaskawa Electric Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は数値制御装置、産業用ロ
ボットなどにおいて、被制御可動部の絶対位置を正確に
高い精度で検出する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は特開昭59ー13
2308に開示されているように、絶対位置の検出のた
めに1回転中の角度データーをコード円板からすべてア
ブソリュートコードとして読み取る必要が有る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置は
コード円板から全てアブソリュートコードで読み取って
いるので回路が複雑で部品点数も多くなるという問題が
ある。しかるにNC、ロボットなどに用いられる絶対位
置検出装置は原点復帰動作を必要としないもので有り、
又ACサーボモータに付いている物はモータのポールデ
ータを判明させるエンコーダで有る。電源投入時に完全
な位置データを必要とするものでは無い。そこで本発明
においては上位データをアブソリュートコードで作成し
、下位データをインクリメンタルパターンで構成し上位
データが変化したとき必要数の補正パルスを出力するこ
とにより簡単な、部品点数の少ないアブソリュートエン
コーダーを作成することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の絶対位置検出方
法は、Mビットのアブソリュートコードと、前記アブソ
リュートコードに続く下位ビットに相当するNビット(
Nは2以上)のインクリメンタルコードの最下位2ビッ
トとを出力するコード円板が停止している時に、Mビッ
トのアブソリュートコードを2相信号に変換してカウン
トする第1のステップと、コード円板が回転を開始し、
アブソリュートコードの所定ビットが変化すると、コー
ド円板の回転方向を検出する第2のステップと、回転方
向が検出されると、コード円板の回転開始前のアブソリ
ュートコードからアブソリュートコードの所定ビットの
変化までの位置変化を回転方向に対応して補正すべき数
の2相信号に変換してカウントするとともにNビットの
インクリメンタルコードの最下位2ビットを2相信号に
変換してカウントする第3のステップとからなり、好ま
しくは前記所定ビットがアブソリュートコードの最下位
ビットである。また、本発明の絶対位置検出装置は、M
ビットのアブソリュートコードと、前記アブソリュート
コードに続く下位ビットに相当するNビット(Nは2以
上)のインクリメンタルコードの最下位2ビットとを出
力するコード円板と、クロック信号をカウントアップす
る上位Mビット+下位Nビットのカウンタと、カウンタ
の上位Mビットのカウント値と停止しているコード円板
のMビットのアブソリュートコードとを比較し、一致し
たとき一致信号を出力するコンパレータと、一致信号が
出力されたときM+Nビットのカウンタのカウント動作
を停止させる停止回路と、一致信号が出力された後コー
ド円板が回転し、アブソリュートコードの所定ビットに
変化が生ずるまではコード円板から入力するインクリメ
ンタルコードの最下位2ビットを出力しないゲート回路
と、コード円板の回転による前記アブソリュートコード
の所定ビットが変化したときコード円板の回転方向を検
出する方向検出回路と、方向検出回路が回転方向を検出
したとき、M+Nビットのカウンタの下位Nビットのカ
ウンタをカウント動作可能にさせ、回転開始前のアブソ
リュートコードからアブソリュートコードの所定ビット
の変化までの位置変化を回転方向に対応して補正するべ
きカウント値を下位Nビットのカウンタにカウントさせ
る補正回路と、下位Nビットカウンタの最下位2ビット
とゲート回路からの2ビットとを加算合成し2相信号と
して出力する合成回路と、方向検出回路が検出した回転
方向と、合成回路からの2相信号のカウント値とからコ
ード円板に連結された検出対象物の絶対位置を算出する
位置演算回路とを有し、好ましくは前記所定ビットがア
ブソリュートコードの最下位ビットである。
【0005】
【作用】イニシャル時コード円板が回転を開始する前、
M+Nビットのカウンタがカウントを進める。コンパレ
ータが上位Mビットのカウンタのカウント値とアブソリ
ュートコードとを比較し、一致したとき停止回路がM+
Nビットのカウンタのカウントを停止させる。カウント
を停止するまでの下位Nビットのカウンタの最下位2ビ
ットが合成回路により2相信号とされ位置演算回路によ
りコード円板が停止している補正前の絶対位置としてカ
ウントされる。次にコード円板が回転を開始し、アブソ
リュートコードの所定ビットに変化が生ずると、方向検
出回路がコードの回転方向を検出し、補正回路が回転開
始前のアブソリュートコードから所定ビットの変化まで
の補正分を下位Nビットのカウンタにカウントさせ、位
置演算回路のカウント値を補正させる。さらに所定ビッ
トの変化と同時に位置演算回路はコード円板のインクリ
メンタルコードの最下位2ビットをゲート回路および合
成回路を介して2相信号として入力しカウントを開始し
前記補正されるカウント値を更新し絶対位置の検出を進
める。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の絶対位置検出装置の一実施
例を示すブロック図、図2は図1のシーケンス回路を詳
細に示すブロック図である。コード円板10は上位8ビ
ットをアブソリュートコードとして出力し、下位4ビッ
トの最下位2ビットをインクリメンタルコードとして出
力できるように構成されている。コード円板10がまだ
回転を開始せず停止しているイニシャル時に、リセット
信号
【外1】 がロウレベル(以降、Lと記す)からハイレベル(以降
、Hと記す)になると、カウンタ11、12、13はイ
ネーブル端子
【外2】 がともにLにされているのでクロックCPをカウントア
ップする。カウンタ11、12、13はそれぞれ下位よ
り4ビットずつ合計12ビットを出力している。コンパ
レータ16、17は停止しているコード円板10からの
アブソリュートコードの下位、上位4ビットずつをそれ
ぞれ入力し、カウンタ12、13の出力と比較し、両者
が一致するとコンパレータ17が一致信号EQをHにす
る。一致信号EQがHになると、
【外3】 フリップフロップ14(以降
【外4】 FF14と記す)は出力端Qからのイネーブル信号
【外
5】 をHにし、カウンタ12、13のカウント動作を停止さ
せる。また、イネーブル信号
【外6】 がHになると、イネーブル信号
【外7】 もHになり(図2を参照)、カウンタ11のカウント動
作も停止する。一致したのはカウンタ11からリップル
キャリ
【外8】 が出力された時であるから、停止したカウンタ11の保
持内容は 0H(サフィックスHは16進数を示す。)
となっている。
【0007】次にシーケンス回路15について図2を参
照して説明する(リセット信号
【外9】 はHにされたものとする)。まず、パルス合成部150
について説明すると、インクリメンタルコードの最下位
2ビットDA,DBは排他的論理和回路151(以降、
EX回路151と記す)を介してアンド回路152に入
力され、ビットDBはさらにアンド回路153に入力さ
れる。アンド回路152、153の出力とカウンタ11
の出力の最下位2ビットNO,N1とは全加算回路を用
いた合成回路154で合成され、EX回路155を介し
て2相信号φA,φBとして出力される(これら回路に
ついては特開昭59ー74723号公報に開示されてい
るので説明は省略する)。すなわち、シーケンス回路1
5は、リセット信号
【外10】 がHになりコンパレータ17が一致信号を出すまでは、
カウンタ11の出力端QA、QBから出力される最下位
の2ビットN0、N1から2相信号φA、φBを形成し
出力している。この2相信号φA、φBは位置演算回路
(不図示)によりカウントされ、コンパレータ16,1
7により一致を検出されたアブソリュートコードが示す
位置に検出対象物がまさに到達したものとみなされる。 もちろんゲート信号GSがLの時は、EX回路151を
介してインクリメンタルコードの下位2ビットDA、D
Bが入力されてもアンド回路152、153に阻止され
る。コード円板10が回転するとアブソリュートコード
の最下位2ビットM0、M1の変化に対応して、5ビッ
トのD形フリップフロップ165、インバータ163、
164およびフルアダー166からなる微分回路162
から出力 Σ0、 Σ1が出力される。すなわちビット
M0、M1が変化しない間はL、Lが、正転方向に変化
すればL、Hが、逆転方向に変化すればH、Hがそれぞ
れ出力 Σ0、 Σ1として出力される。出力Σ0 が
Hとなると
【外11】 FF167の出力端Qのゲート信号GSはHとなり、イ
ンクリメンタルコードDA、DBに基ずく信号を回路1
51、152、153を介して合成回路154に伝達す
る。出力 Σ0、 Σ1がH、Hのときのみアンド回路
168の出力により
【外12】 FF169の出力端Qの方向信号DRはHとなり、他の
場合Lとなる。出力 Σ0がHのとき、
【外13】 FF160の出力端
【外14】 の出力はLになりアンド回路161を介してイネーブル
信号
【外15】 はLとされ、補正のためのカウンタ11のカウント動作
を開始させる。カウンタ出力N0、N1、N2、N3が
方向信号DRの論理レベルにより、選択されたアンド回
路156、157のいずれかの出力をHにさせると、回
路158、159、160、161を介してイネーブル
信号
【外16】 をHとさせ補正のためのカウンタ11のカウント動作を
停止させる。
【0008】さらに、図1の実施例でコード円板10が
正転する場合について図3の波形図を参照して説明する
。コード円板10が図3で示される位置P2で停止して
いるものとすると、イニシャル時にコンパレータ16、
17の比較によりカウンタ12、13のカウント値と、
コード円板10のアブソリューコードとの一致が検出さ
れ一致信号EQがHにされると位置演算回路は絶対位置
が実際の位置P2でなく位置P1にあるものと判定する
。コード円板10が正転して位置P3に達しアブソリュ
ートコードの最下位ビットM1、M0が変化し微分回路
162の出力 Σ1、 Σ0がL、Hになると、回路1
61の出力であるイネーブル信号
【外17】 がLになるので、カウンタ11はカウンタ動作を開始す
る。カウンタ11が0H(16進)から次の0H(16
進)まで(Σ1、 Σ0がH,Hの場合は0HからFH
まで)カウントするとイネーブル信号
【外18】 はHにされるのでカウンタ11はカウント動作を停止す
る。この間のカウント値は下位2ビットN0、N1が回
路154、155を介して2相信号φA、φBとしてカ
ウントされているのでアブソリュートコードの最下位ビ
ットM0の1ビット分が補正され、正しいアブソリュー
トコードが読み込まれたこととなる。一方インクリメン
タルコードDA、DBも出力 Σ1、 Σ0がL、Hに
なった時、ゲート信号GSがHとなるのでインクリメン
タルコードの最下位2ビットも合成回路154により2
相信号φA、φBに取り込まれ、カウンタ11による補
正終了後はインクリメンタルコードDA、DBのみによ
る絶対位置の検出が行われる。
【0009】以上の実施例においては12ビットの場合
について説明したが、ビット数が増加し、例えば16ビ
ットの場合などで、上位8ビットをアブソリュートコー
ドとしてコード円板から位置を読みとり、下位8ビット
はインクリメンタルコードの最下位2ビットから演算で
きる等の応用は容易に本発明の思想から考えられる。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、下位Nビ
ットをインクリメンタルコードとし、Nビット中コード
円板の最下位2ビットのみをインクリメンタルコードと
して用いるのでコード円板の検出用スリット等が少なく
なり、デジタル回路はLSI化し易くなるので部品点数
の少い安価なFA用アブソリュートエンコーダを提供す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の絶対位置検出装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
【図2】図1のシーケンス回路を詳細に示すブロック図
である。
【図3】アブソリュートコードの補正時の動作を示す波
形図である。
【符号の説明】
10                       
       コード円板11,12,13     
       カウンタ14,160,167,169
【外19】 フリップフロップ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  Mビットのアブソリュートコードと、
    前記アブソリュートコードに続く下位ビットに相当する
    Nビット(Nは2以上)のインクリメンタルコードの最
    下位2ビットとを出力するコード円板が停止している時
    に、Mビットのアブソリュートコードを2相信号に変換
    してカウントする第1のステップと、コード円板が回転
    を開始し、アブソリュートコードの所定ビットが変化す
    ると、コード円板の回転方向を検出する第2のステップ
    と、回転方向が検出されると、コード円板の回転開始前
    のアブソリュートコードからアブソリュートコードの所
    定ビットの変化までの位置変化を回転方向に対応して補
    正すべき数の2相信号に変換してカウントするとともに
    Nビットのインクリメンタルコードの最下位2ビットを
    2相信号に変換してカウントする第3のステップとから
    なる絶対位置検出方法。
  2. 【請求項2】  アブソリュートコードの所定ビットが
    アブソリュートコードの最下位ビットである請求項1に
    記載の絶対位置検出方法。
  3. 【請求項3】  Mビットのアブソリュートコードと、
    前記アブソリュートコードに続く下位ビットに相当する
    Nビット(Nは2以上)のインクリメンタルコードの最
    下位2ビットとを出力するコード円板と、クロック信号
    をカウントアップする上位Mビット+下位Nビットのカ
    ウンタと、カウンタの上位Mビットのカウント値と停止
    しているコード円板のMビットのアブソリュートコード
    とを比較し、一致したとき一致信号を出力するコンパレ
    ータと、一致信号が出力されたときM+Nビットのカウ
    ンタのカウント動作を停止させる停止回路と、一致信号
    が出力された後コード円板が回転し、アブソリュートコ
    ードの所定ビットに変化が生ずるまではコード円板から
    入力するインクリメンタルコードの最下位2ビットを出
    力しないゲート回路と、コード円板の回転による前記ア
    ブソリュートコードの所定ビットが変化したときコード
    円板の回転方向を検出する方向検出回路と、方向検出回
    路が回転方向を検出したとき、M+Nビットのカウンタ
    の下位Nビットのカウンタをカウント動作可能にさせ、
    回転開始前のアブソリュートコードからアブソリュート
    コードの所定ビットの変化までの位置の変化を回転方向
    に対応して補正すべきカウント値を下位Nビットのカウ
    ンタにカウントさせる補正回路と、下位Nビットカウン
    タの最下位2ビットとゲート回路からの2ビットとを加
    算合成し2相信号として出力する合成回路と、方向検出
    回路が検出した回転方向と、合成回路からの2相信号の
    カウント値とからコード円板に連結された検出対象物の
    絶対位置を算出する位置演算回路とを有する絶対位置検
    出装置。
  4. 【請求項4】  アブソリュートコードの所定ビットが
    アブソリュートコードの最下位ビットである請求項3に
    記載の絶対位置検出装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916098A (zh) * 2010-08-04 2010-12-15 中国科学院自动化研究所 具有绝对码盘读取功能的多轴运动控制卡

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916098A (zh) * 2010-08-04 2010-12-15 中国科学院自动化研究所 具有绝对码盘读取功能的多轴运动控制卡

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