JPH0545929Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は工作機械、産業用ロボツトの位置決め
装置などに使用され、位置検出対象の絶対位置を
検出する絶対番地型位置検出器に関する。

［従来の技術］ 絶対番地型の位置検出器は、検出器の出力符号
が符号板上の符号に対応した絶対番地であつて、
常に絶対位置を検出することができる。従つて停
電等で電源が切れても電源復帰とともに正しい位
置を読み取ることができ、また機械振動によるチ
ヤタリング現象や電気ノイズにも強い等の特長を
有する。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、従来の絶対番地型の位置検出器で
は、その分解能は最も細かな最下位ビツト符号の
間隔あるいは角度により決まり、分解能を上げる
には最下位ビツト符号の間隔あるいは角度を細か
くしなければならない。しかし、最下位ビツト符
号を細かくするのはコストアツプとなるばかりで
なく、製造上限界がある。

本考案の目的は、簡易に分解能を高めることが
できる絶対番地型位置検出器を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、被検出体に取り付けられその運動方
向に沿つて絶対番地を表わす符号が配列された符
号板と、符号板の符号を読み取ると共にその符号
の中の最下位ビツト符号については符号板の符号
の異なる位置から最下位ビツト符号に対応する複
数の位相を異にする最下位ビツトアナログ信号を
出力する読取り装置と、読取り装置からの位相を
異にする複数の最下位ビツトアナログ信号の少な
くとも１つを複数の所定のしきい値と比較して位
相及びパルス幅を異にする複数のデジタル信号に
変換すると共に他を１つ以上の所定のしきい値と
比較して少なくとも位相を異にするデジタル信号
に変換する比較器と、比較器からのデジタル信号
をロジツク変換により符号板の符号が表わす１絶
対番地分を分割して表示する符号に符号化して出
力する符号化回路とを備えたものである。

被検出体は、回転運動をするもの、並進運動を
するもの、あるいはこれらを組み合わせた運動を
するもののいずれでもよい。

読取り装置としては光学式、磁気式など各種の
方式のものが含まれる。

［作用］ 被検出体が運動するとそれに伴なつて符号板も
運動し、符号板の絶対番地を表わす符号が読取り
装置により読み取られてゆく。読取り装置により
読み取られた符号のうち、最下位ビツト符号に対
応する位相を異にする複数の最下位ビツトアナロ
グ信号は比較器により位相またはパルス幅の少な
くとも一方が異なる複数のデジタル信号に変換さ
れる。これらデジタル信号は符号化回路により符
号板の符号が表わす絶対番地を更に細分割した絶
対番地符号に変換される。

［実施例］ 以下に本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図において、１は回転位置の被検出体とな
る工作機械の回転軸などに取り付けられ、その回
転を位置検出器に入力する入力軸である。入力軸
１には円板状の符号板２が取り付けられており、
符号板２には絶対回転位置を表わす透過・不透過
の符号パターンが書かれている。符号板２の符号
は同心円環状の各トラツク上に配列されている。
図示例では符号板２の最外周トラツク上の最下位
ビツト符号３ｏと最内周トラツク上の最上位ビツ
ト符号３ｎのみが示されている。

符号板２の一側方には発光ダイオード等の発光
素子４が符号板２に臨ませてその半径方向に配列
されている。また、符号板２の他側方には発光素
子４に対向させて符号板２の各トラツクごとにス
リツト５が形成されたスリツト板６が設けられて
いる。最外周トラツクの最下位ビツト符号３ｏに
対しては、第１図または第２図に示すように、符
号板２には二つのスリツト５ａ，５ｂが形成され
ている。この実施例の符号板２の符号は純２進符
号などの場合であり、最下位ビツト符号３ｏはそ
れぞれ１絶対番地分の透過部ｘと不透過部ｙとが
交互に配列されており、透過部ｘおよび不透過部
ｙを一周期として変化している。スリツト５ａ，
５ｂは１絶対番地分の幅を有し、符号板２の回転
方向ｚに対して1/4周期だけずらせてある。

スリツト板６の各スリツト５の後方には透過光
を受光するためにフオトダイオード等の受光素子
７が設けられている。各受光素子７の出力は増幅
器８を介して比較器９に入力され、基準電圧と比
較されてデジタル変換され、更にこれらデジタル
信号は符号化回路１０により符号化されるように
なつている。

受光素子７はスリツト５を透過する透過光の光
量に比例した信号を出力し、受光素子７の出力、
したがつて増幅器８の出力は、第３図ａに示すよ
うに、ほぼ正弦波形のアナログ信号となる。スリ
ツト５ｂはスリツト５ａよりも1/4周期だけ回転
方向ｚの後方に位置しているので、増幅器８ｂの
出力は増幅器８ａの出力よりも90°位相遅れをも
つたものとなつている。ここで、信号の位置を、
第３図ａに示す増幅器８ａの１周期分の出力を基
準としてこの出力が0°〜360°までの位相角をもつ
として定めると、比較器９₁のしきい値th1は位相
角45°および135°でそれぞれ入力信号を切るレベ
ルに設定される。また同様にして、比較器９₂の
しきい値th2は位相角0°，180°，360°で、比較器９
_３のしきい値th3は位相角225°，315°で、更に比較
器９₄のしきい値th4は90°，270°でそれぞれ増幅器
からの入力信号を切るレベルに設定されている。

したがつて、比較器９₁〜９₄の出力は、第３図
ｂに示すように、45°〜135°、0°〜180°、0°〜225
°
および315°〜360°、90°〜279°がそれぞれハイレベ
ルであり、これら出力信号は位相、パルス幅のい
ずれか一方または双方を異にするデジタル信号と
なる。これらデジタル信号は、符号化回路１０に
入力され、ロジツク変換により第３図ｃに示すよ
うに純２進符号などに符号化される。この例で
は、従来の最下位ビツト符号３ｏが表わす１絶対
番地が更に４分割される。これにより、検出器出
力がa₁端子出力とa₂端子出力の２ビツト分増えた
ことになり、分解能が従来の４倍になる。しか
も、絶対番地出力を得ることができると共に、出
力周波数も従来の４倍になる。

なお上記実施例にあつては、増幅器８ａ，８ｂ
からそれぞれ出力される最下位ビツトアナログ信
号に90°の位相差を与えるために、スリツト５ａ，
５ｂを1/4周期ずらせたが、スリツト５ａ，５ｂ
を同じ位置に設置する一方、1/4周期の位相差を
与えた最下位ビツト符号３ｏを２トラツク用いる
ようにしてもよい。また最下位ビツトアナログ信
号は上記実施例のように２種類で位相差を90°に
する場合に限らず、例えば３種類で位相差を60°
としたりしてもよい。また、しきい値の数にも制
限はなく、例えば、上記実施例においてth2，th4
のみとしてもよい（この場合、a₂端子出力はなく
なり、分解能は２倍となる）。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、最下位ビツト符
号の間隔あるいは角度を狭めることなく、信号処
理により簡易に分解能を高めることができ、しか
も絶対番地出力を得ることができる等の優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る絶対番地型位置検出器の
一実施例を示す構成図、第２図は同検出器の符号
板の最下位ビツト符号とスリツトとの関係を示す
正面図、第３図は第１図の検出器の作動を説明す
る各部の波形図である。 図中、１は入力軸、２は符号板、３ｏは最下位
ビツト符号、３ｎは最上位ビツト符号、４は発光
素子、５はスリツト、６はスリツト板、７は受光
素子、８は増幅器、９は比較器、１０は符号化回
路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被検出体に取り付けられその運動方向に沿つて
   絶対番地を表わす符号が配列された符号板と、符
   号板の符号を読み取ると共にその符号の中の最下
   位ビツト符号については符号板の符号の異なる位
   置から最下位ビツト符号に対応する複数の位相を
   異にする最下位ビツトアナログ信号を出力する読
   取り装置と、読取り装置からの位相を異にする複
   数の最下位ビツトアナログ信号の少なくとも１つ
   を複数の所定のしきい値と比較して位相及びパル
   ス幅を異にする複数のデジタル信号に変換すると
   共に他を１つ以上の所定のしきい値と比較して少
   なくとも位相を異にするデジタル信号に変換する
   比較器と、比較器からのデジタル信号をロジツク
   変換により符号板の符号が表わす１絶対番地分を
   分割して表示する符号に符号化して出力する符号
   化回路とを備えたことを特徴とする絶対番地型位
   置検出器。