JPH04353711A - 位置検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、位置検出装置に関し
、さらに詳しくは、ロボットあるいは工作機械等におけ
る位置決めセンサとして有用な位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、特開昭６１−１２０９０３号
公報に開示された角度検出回路のブロック図である。こ
の角度検出回路（６１）において、（６２）はインクリ
メンタルタイプのオプティカルロータリエンコーダ、（
６３）は波形整形回路、（６４）はカウンタ回路、（６
５）はラッチ回路、（６６）はコンピュータその他の制
御回路、（６７）は切換スイッチ、（６８）は主電源回
路、（６９）はバックアップ用電池である。

【０００３】次に、上記角度検出回路（６１）の動作に
ついて述べる。オプティカルロータリエンコーダ（６２
）は、１回転につき多パルスのＡ相信号を出力する。 このＡ相信号は、波形整形回路（６３）においてノイズ
が消去されるとともに波形整形され、カウンタ回路（６
４）により計数される。カウンタ回路（６４）による計
数値は、ラッチ回路（６５）で保持され、コンピュータ
その他の制御回路（６６）に出力される。

【０００４】通常は、主電源回路（６８）より電力が供
給されている。主電源回路（６８）を切るときは、切換
スイッチ（６７）を介してバックアップ用電池（６９）
からラッチ回路（６５）にのみバックアップ電力が供給
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の位置検出装置（
６１）では、主電源回路（６８）を切ると、オプティカ
ルロータリエンコーダ（６２），波形整形回路（６３）
，カウンタ回路（６４）への電力供給が行われなくなる
。このため、何らかの原因によりロボットあるいは工作
機械の停止位置に変化が生じた場合には、その位置変化
を検出することが出来ない問題がある。

【０００６】主電源回路（６８）を切っている間の位置
変化をも検出するためには、オプティカルロータリエン
コーダ（６２），波形整形回路（６３），カウンタ回路
（６４）にもバックアップ電力を供給すればよいが、１
回転につき多パルスを計数する回路は消費電力が大きい
ため、バックアップ用電池（６９）の寿命が短くなって
しまう新たな問題を生じる。

【０００７】そこで、この発明は、主電源を切っている
間の位置変化を検出可能にすると共に電力消費を少なく
出来るようにした位置検出装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の位置検出装置
は、１回転につき多サイクルのＡ相信号とそのＡ相信号
に対して所定の位相差を持つＢ相信号とを出力する回転
量相信号出力部と、１回転につき１サイクルのＺ相信号
を出力する基準位置検出信号出力部と、１回転当り１サ
イクル以上の第１の回転回数相信号とその第１の回転回
数相信号に対して所定の位相差を持つ第２の回転回数相
信号とを少なくとも出力する回転回数相信号出力部と、
前記回転回数相信号を検出して回転回数をカウントする
回転回数カウント部と、主電源が遮断されている期間に
前記回転回数相信号出力部と回転回数カウント部とに電
力を供給するバックアップ電源部とを具備したものであ
る。

【０００９】また、この発明の位置検出装置は、１回転
につき多サイクルのＡ相信号とそのＡ相信号に対して所
定の位相差を持つＢ相信号とを出力する回転量相信号出
力部と、１回転につき２サイクル以上のＺ相信号を出力
する基準位置検出信号出力部と、１回転につき１サイク
ル以上の第１の回転回数相信号とその第１の回転回数相
信号に対して所定の位相差を持つ第２の回転回数相信号
とを少なくとも出力する回転回数相信号出力部と、前記
回転回数相信号を検出して回転回数をカウントする回転
回数カウント部と、主電源が遮断されている期間に前記
回転回数相信号出力部と回転回数カウント部とにバック
アップ電力を供給するバックアップ電源部とを具備した
ものである。

【００１０】また、この発明の位置検出装置は、上記構
成において、回転回数相信号出力部の出力から回転状態
を判定し、その回転状態に基づいて回転回数相信号出力
部へ供給されるバックアップ電力を加減するバックアッ
プ供給電力制御部をさらに具備したものである。

【００１１】

【作用】この発明の位置検出装置では、主電源が遮断さ
れている間も、バックアップ電源部からバックアップ電
力を供給されている回転回数相信号出力部と回転回数カ
ウント部とが働くため、回転回数が検出される。そこで
、次に主電源が投入された時、直ちに回転回数が分かる
。その後、Ｚ相信号が検出されると、回転量も正確に分
かる。Ｚ相信号が１回転につき１サイクルなら、主電源
が投入後、１回転以内に回転量が分かる。Ｚ相信号が１
回転につきＮ（≧２）サイクルなら、主電源が投入後、
１／Ｎ回転以内に回転量が分かる。また、回転回数相信
号出力部と回転回数カウント部とは、１回転につき多パ
ルス（数１００〜数１０００パルス）を計数する回路で
はなく、１回転につき数サイクル（例えば２パルス）を
計数する回路であるから、消費電力は少ない。

【００１２】さらに、バックアップ供給電力制御部を備
えた場合、回転状態に基づいて回転回数相信号出力部へ
供給されるバックアップ電力を加減するため、消費電力
を一層低く抑えることが出来る。

【００１３】

【実施例】以下、図に示す実施例について説明する。図
１は、この発明の第１実施例の位置検出装置（１）のブ
ロック図である。（２）は、ロータリエンコーダの回転
ディスクである。（３）は、１回転につき１０２４パル
スのＡ相信号とそのＡ相信号に対して９０゜の位相差を
持つＢ相信号とを出力する回転量相信号出力部である。 （４）は、Ａ相信号／Ｂ相信号の出力インタフェースで
ある。（５）は、１回転につき１パルスのＺ相信号を出
力する基準位置検出信号出力部である。（６）は、Ｚ相
信号の出力インタフェースである。

【００１４】（７）は、三相信号を出力するＵ相／Ｖ相
／Ｗ相信号出力部である。Ｕ相／Ｖ相／Ｗ相信号は、同
期型ＡＣサーボモータの制御に利用される。２極の場合
、１回転につき１サイクルである。４極の場合、１回転
につき２サイクルである。

【００１５】（８）は、１回転につき１サイクルのα相
信号（第１の回転回数相信号）とその第１の回転回数相
信号に対して９０゜の位相差を持つβ相信号（第２の回
転回数相信号）とを出力する回転回数相信号出力部であ
る。 （９）は、α相信号とβ相信号とから回転方向を判別す
る回転方向判別部である。 （１０）は、前記α相信号とβ相信号とから回転回数を
カウントする回転回数カウンタである。 （１１）は、パラレル／シリアル変換インタフェースで
ある。前記回転回数カウンタ（１０）のカウント値は、
シルアル出力される。 （１２）は、シリアル／パラレル変換インタフェースで
ある。外部から前記回転回数カウンタ（１０）をリセッ
トすることが出来る。 （１３）は、主電源が切られたときに、回転回数相信号
出力部（８），回転方向判別部（９），回転回数カウン
タ（１０）にバックアップ電力を供給するバックアップ
電池である。

【００１６】図２は、主電源が入っているときのＡ相信
号，Ｂ相信号，Ｚ相信号，α相信号，β相信号，回転回
数カウント値を示す。

【００１７】図３は、主電源が切られたときのＡ相信号
，Ｂ相信号，Ｚ相信号，α相信号，β相信号，回転回数
カウント値を示す。Ａ相信号，Ｂ相信号，Ｚ相信号は出
力されないが、α相信号，β相信号，回転回数カウント
値は出力されている。

【００１８】図４は、上記回転検出装置（１）を用いて
現在位置を検出するための処理のフローチャートである
。主電源が投入され（ステップＳ１）、ロータリエンコ
ーダの回転ディスク（２）が回転する（ステップＳ２１
）。Ｚ相信号を検出すると（ステップＳ３）、回転回数
カウント値を読み込む（ステップＳ４）。現在位置は、
「回転回数カウント値」に「１回転の分解能（１０２４
）」を乗じ、それに「Ｚ相信号からの通過量（Ｚ相信号
を検出してからのＡ相信号／Ｂ相信号の計数値）」を加
えることにより算出される（ステップＳ５）。

【００１９】上記第１実施例の回転検出装置（１）では
、主電源投入後、１回転以内に現在位置が分かる。なお
、回転回数相信号が３相以上でもよい。

【００２０】図５は、この発明の第２実施例の位置検出
装置（２１）を示すブロック図である。この位置検出装
置（２１）は、前記第１実施例の位置検出装置（１）の
基準位置検出信号出力部（５）に代えて、１回転につき
４パルスのＺ相信号を出力する基準位置検出信号出力部
（２５）を備えている。また、α相信号とβ相信号を、
パラレル／シリアル変換インタフェース（１１）から出
力できるようになっている。

【００２１】図６は、主電源が入っているときのＡ相信
号，Ｂ相信号，Ｚ相信号，α相信号，β相信号，回転回
数カウント値を示す。

【００２２】図７は、主電源が切られたときのＡ相信号
，Ｂ相信号，Ｚ相信号，α相信号，β相信号，回転回数
カウント値を示す。Ａ相信号，Ｂ相信号，Ｚ相信号は出
力されないが、α相信号，β相信号，回転回数カウント
値は出力されている。

【００２３】図８は、上記回転検出装置（２１）を用い
て現在位置を検出するための処理のフローチャートであ
る。主電源が投入され（ステップＳ１）、ロータリエン
コーダの回転ディスク（２）が回転する（ステップＳ２
１）。Ｚ相信号を検出すると（ステップＳ３）、α相信
号，β相信号，回転回数カウント値を読み込む（ステッ
プＳ２１）。α相信号，β相信号から、Ｚ相信号が１回
転のどの位置のものかを判別する（ステップＳ２２）。 現在位置は、「回転回数カウント値」に「１回転の分解
能（１０２４）」を乗じ、それに「Ｚ相信号のオフセッ
ト分（１回転のどの位置のＺ相信号かを示す量）」と「
Ｚ相信号からの通過量（Ｚ相信号を検出してからのＡ相
信号／Ｂ相信号の計数値）」とを加えることにより算出
される（ステップＳ２３）。

【００２４】上記第２実施例の回転検出装置（２１）で
は、主電源投入後、１／４回転以内に現在位置が分かる
。Ｚ相信号の１回転についてのサイクル数は、回転回数
相信号の相数の２倍まで可能である。但し、Ｕ相信号／
Ｖ相信号／Ｗ相信号を利用すれば、さらにサイクル数を
増やすことが出来る。

【００２５】図９は、この発明の第３実施例の位置検出
装置（３１）を示すブロック図である。この位置検出装
置（３１）は、前記第２実施例の位置検出装置（２１）
に加えて、バックアップ電力供給制御部（３２）を備え
ている。バックアップ電力供給制御部（３２）は、α相
信号とβ相信号の変化を検出して、図１０に示すように
、変化が所定期間Ｔｃなければ、回転回数相信号出力部
（８）へのバックアップ電力の供給を間欠的（例えば、
Ｔｎ時間供給し、Ｔｆ時間停止する）にし、変化がある
と、それから所定期間Ｔｃはバックアップ電力を連続的
に供給する。

【００２６】上記第３実施例の回転検出装置（３１）で
は、バックアップ電池（１３）が長寿命になる。なお、
回転回数相信号の変化時間に基づいて、バックアップ電
力の供給のデューティを変化させてもよい。

【００２７】

【発明の効果】この発明の位置検出装置によれば、主電
源投入時に、機械原点位置まで原点復帰することなく、
位置検出が可能となる。また、バックアップ電力の消費
を最小限に抑えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の位置検出装置のブロッ
ク図である。

【図２】図１の装置における信号波形図である。

【図３】図１の装置における信号波形図である。

【図４】図１の装置を利用して現在位置を知るための処
理のフロー図である。

【図５】この発明の第２実施例の位置検出装置のブロッ
ク図である。

【図６】図５の装置における信号波形図である。

【図７】図５の装置における信号波形図である。

【図８】図５の装置を利用して現在位置を知るための処
理のフロー図である。

【図９】この発明の第３実施例の位置検出装置のブロッ
ク図である。

【図１０】図９の装置における信号波形図である。

【図１１】従来の位置検出装置の一例のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１　　　　位置検出装置 ２　　　　ロータリエンコーダの回転ディスク３　　　
　回転量相信号出力部 ４　　　　出力インタフェース ５　　　　基準位置検出信号出力部 ６　　　　出力インタフェース ７　　　　Ｕ相／Ｖ相／Ｗ相信号出力部８　　　　回転
回数相信号出力部である。 ９　　　　回転方向判別部 １０　　回転回数カウンタ １１　　パラレル／シリアル変換インタフェース１２　
　シリアル／パラレル変換インタフェース１３　　バッ
クアップ電池 ２１　　　　位置検出装置 ２５　　　　基準位置検出信号出力部 ３１　　　　位置検出装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　１回転につき多サイクルのＡ相信号と
   そのＡ相信号に対して所定の位相差を持つＢ相信号とを
   出力する回転量相信号出力部と、１回転につき１サイク
   ルのＺ相信号を出力する基準位置検出信号出力部と、１
   回転当り１サイクル以上の第１の回転回数相信号とその
   第１の回転回数相信号に対して所定の位相差を持つ第２
   の回転回数相信号とを少なくとも出力する回転回数相信
   号出力部と、前記回転回数相信号を検出して回転回数を
   カウントする回転回数カウント部と、主電源が遮断され
   ている期間に前記回転回数相信号出力部と回転回数カウ
   ント部とに電力を供給するバックアップ電源部とを具備
   したことを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】　　１回転につき多サイクルのＡ相信号と
   そのＡ相信号に対して所定の位相差を持つＢ相信号とを
   出力する回転量相信号出力部と、１回転につき２サイク
   ル以上のＺ相信号を出力する基準位置検出信号出力部と
   、１回転当り１サイクル以上の第１の回転回数相信号と
   その第１の回転回数相信号に対して所定の位相差を持つ
   第２の回転回数相信号とを少なくとも出力する回転回数
   相信号出力部と、前記回転回数相信号を検出して回転回
   数をカウントする回転回数カウント部と、主電源が遮断
   されている期間に前記回転回数相信号出力部と回転回数
   カウント部とにバックアップ電力を供給するバックアッ
   プ電源部とを具備したことを特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】　　請求項１または請求項２の位置検出装
   置において、回転回数相信号出力部の出力から回転状態
   を判定し、その回転状態に基づいて回転回数相信号出力
   部へ供給されるバックアップ電力を加減するバックアッ
   プ供給電力制御部をさらに具備したことを特徴とする位
   置検出装置。