JPH06223293A

JPH06223293A - インクリメンタル信号の伝送方法

Info

Publication number: JPH06223293A
Application number: JP5026172A
Authority: JP
Inventors: Takashi Katagiri; 崇片桐
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-01-21
Publication date: 1994-08-12
Anticipated expiration: 2017-10-07
Also published as: JP3330992B2

Abstract

(57)【要約】【目的】信号量を少なくし、記憶容量を小さくし得る
と共に送信時間を短くして制御性能を向上する。【構成】インクリメンタル信号をカウンタに入力し、
そのカウンタ値の一定時間における変化量をシリアル信
号に変換して転送し、このシリアル信号を受信してイン
クリメンタル信号に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクリメンタル信号
の伝送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばブラシレスモータ等のモー
タにおいては、モータ主軸の位置データの検出が行われ
ている。このデータの検出は、モータ主軸端部にＡ，Ｂ
相検出用の磁気記録媒体を設け、この磁気記録媒体から
位置データ信号を得ることにより行われている。これら
データは、それぞれの伝送路を束ねたケーブルを介して
制御装置に伝送され、これらデータに基づいてフィード
バック制御等の様々な処理がなされている。しかしなが
ら上記装置においては、Ａ相、Ｂ相の２チャンネルの信
号を伝送するので、伝送線数が多く、それを束ねるケー
ブルも太くしなければならないので、高コストとなると
いう問題があった。そこで、特開平２−１４０６１７号
公報等に上記問題点を解決する装置が提案されている。
この装置においては、Ａ相、Ｂ相の信号をアップダウン
カウンタによりカウンタ値に変換して１本の伝走路で伝
送し、このカウンタ値から位置を割り出すようにして装
置の簡略化を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置のようにアップダウンカウンタを用いた場合あるいは
Ａ相、Ｂ相２チャンネルの信号を伝送する場合には、以
下の問題点がある。すなわち、アップダウンカウンタの
カウンタ値をそのまま伝送していることから、信号量が
多く、従って送信時間が長くなり制御性能が劣化すると
共に、記憶容量を大きくしなければならないといった問
題がある。また、ＡＢ相をケーブルで長距離伝送する場
合、ノイズ対策から受信側にローパスフィルタが挿入さ
れる。そのため、ＡＢ相のデューティを５０％±１０％
位にしておかないと信号が正しく伝わらない。従って、
ＡＢ相をこのデューティの許容誤差内に入れておくよう
ＡＢ相アナログセンサ出力の精度がきびしく問われると
いう問題がある。さらにまた、インクリメンタル信号
Ａ，Ｂにノイズが入ることがあるが、そのような場合に
は、カウンタ値は図８に示されるように、実線で示され
る実際のカウンタ値に対して点線で示されるような誤差
を生じてしまい、割り出し位置が間違ってしまうことと
なるので、信頼性が低下するという問題もある。

【０００４】そこで本発明は、信号量を少なくでき、記
憶容量を小さくし得ると共に送信時間を短くして制御性
能を向上し得るインクリメンタル信号の伝送方法を提供
することを第１の目的とする。さらに第１の目的に加え
て、ＡＢ相アナログセンサ出力の精度が悪くてもＡＢ相
出力のデューティを改善し、品質を向上し得るインクリ
メンタル信号の伝送方法を提供することを第２の目的と
する。さらに第１の目的に加えて、伝送エラー検出を行
い信頼性を向上し得るインクリメンタル信号の伝送方法
を提供することを第３の目的とする。また、頻繁に伝送
エラーが発生する品質の悪い伝送路での使用の場合は、
データの信頼性は従来レベルの誤差を許すものとし、ノ
イズによる単発エラーはアラームを発生させず、前回受
信したデータをそのまま使用して誤動作を回避し、複数
回連続する真のエラーはアラーム発生するようにした、
耐ノイズ特性を向上し得るインクリメンタル信号の伝送
方法を提供することを第４の目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１発明のインクリメン
タル信号の伝送方法は上記第１の目的を達成するため
に、インクリメンタル信号をカウンタに入力し、シリア
ル信号に変換して転送し、このシリアル信号を受信して
インクリメンタル信号に変換するインクリメンタル信号
の伝送方法であって、前記カウンタの一定時間における
カウンタ値の変化量を伝送するようにしたことを特徴と
している。

【０００６】第２発明のインクリメンタル信号の伝送方
法は上記第２の目的を達成するために、上記第１の手段
に加えて、［２ⁿ −１（ｎは自然数）］個のパルス列か
ら受信したシリアル信号に応じたパルスを選択し、イン
クリメンタル信号に再生するようにしたことを特徴とし
ている。

【０００７】第３発明のインクリメンタル信号の伝送方
法は上記第３の目的を達成するために上記第１の手段に
加えて、シリアル信号をサンプリングデータ毎のフレー
ム単位に分割して、各フレーム毎にエラーを検出するこ
とを特徴としている。

【０００８】第４発明のインクリメンタル信号の伝送方
法は上記第４の目的を達成するために、上記第３の手段
に加えて、シリアル信号をサンプリングデータ毎のフレ
ーム単位に分割して各フレーム毎にエラーを検出し、エ
ラーが発生した場合には、前のフレームのデータを繰り
返し使用し、エラーが設定回繰り返して発生した場合に
は、異常とすることを特徴としている。

【０００９】

【作用】このような第１手段におけるインクリメンタル
信号の伝送方法によれば、カウンタの一定時間における
カウンタ値の変化量を送信するので、信号量が少なくな
ると共に送信時間が短縮される。

【００１０】このような第２手段におけるインクリメン
タル信号の伝送方法によれば、カウンタ値として伝送
し、［２ⁿ −１（ｎは自然数）］個のパルス列から受信
したカウンタ値に応じてパルスを選択し、インクリメン
タル信号を再生するので、パルス密度が比較的均等にな
り、受信側のローパスフィルタで消えないＡＢ相のデュ
ーティになるようＡＢ相のアナログセンサ出力の精度を
良くするという従来の問題が一掃される。

【００１１】このような第３手段におけるインクリメン
タル信号の伝送方法によれば、エラー検出機能が加わっ
たので、データの信頼性が格段に向上する。

【００１２】このような第４手段におけるインクリメン
タル信号の伝送方法によれば、エラーが設定回繰り返し
て発生しない場合には、このエラーはノイズによるエラ
ーだとして前のブロックのデータが繰り返し再生され、
誤動作が回避される。一方、エラーが設定回繰り返して
発生した場合には、このエラーは真のエラーだと判定さ
れる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の第１の実施例を示すインクリメン
タル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の概略斜視
図である。同図において、符号１は、例えばブラシレス
モータを示しており、モータ１の主軸１ａの端面には、
円盤状の磁極検出用マグネット２が設けられている。こ
の磁極検出用マグネット２は、Ｎ極とＳ極とが周方向に
交互に着磁されており、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の駆動用位置デー
タを送出するものである。この磁極検出用マグネット２
の手前には、円盤状の磁気記録媒体３が設けられてい
る。この磁気記録媒体３は、Ｎ極とＳ極とが円周上に１
極づつ並んで着磁される上段部と、この上段部と位相を
同じくしてＮ極とＳ極とが円周上に交互に着磁される下
段部とを備えており、Ｚ，Ａ，Ｂ相の位置データを送出
するものである。

【００１４】モータ１には、上記Ａ，Ｂ，Ｚ，Ｕ，Ｖ，
Ｗ相の位置データをそれぞれ検出するための、例えばエ
ンコーダー等の位置検出器４が付設されている。このエ
ンコーダー４のケース４４（図が煩雑になるのを避ける
ために点線で示されている）内で磁極検出用マグネット
２、磁気記録媒体３の着磁部に対向する位置には、磁極
検出部たるホール素子４ａ、ＭＲセンサ４ｂがそれぞれ
配置されており、ホール素子４ａは、後述の波形整形回
路４ｃ、４てい倍＋方向検出回路４０、アップダウンカ
ウンタ５、パラレル・シリアル変換器６、通信制御部５
０、ＣＲＣｂｉｔ付加器５１、ラインドライバ８、５Ｖ
電源１８、グランド電源１９より構成される信号処理回
路１７のベース裏面に取り付けられている。ホール素子
４ａ、ＭＲセンサ４ｂの出力線は、図２に示されるよう
に、矩形波に波形整形するための波形整形回路４ｃに接
続されている。この波形整形回路４ｃのＡ，Ｂ相の出力
線は、４てい倍パルスとアップダウン信号にそれぞれ変
換する４てい倍パルス＋方向検出回路４０に接続されて
おり、この４てい倍パルス＋方向検出回路４０の出力線
及びクリヤ、サンプリングの指示信号を送出する通信制
御部５０の出力線は、ＡＢ相の位相の進み遅れに対応し
てアップまたはダウンをカウントする６ビットのアップ
ダウンカウンタ５に接続されている。このアップダウン
カウンタ５の出力線は、パラレル・シリアル変換器６に
接続されており、他の相（Ｚ，Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の出力線
は直接上記パラレル・シリアル変換器６にそれぞれ接続
されている。このパラレル・シリアル変換６には、エラ
ー検出用のＣＲＣビット付加器５１の出力線も接続され
ている。シリアル変換器６からのシリアル信号線７は、
ラインドライバ８に接続されている。

【００１５】このラインドライバ８のＢＵＳ線１０及び
反転ＢＵＳ線１１は、図３に示されるように制御装置１
６内のラインレシーバ１４にそれぞれ接続されている。
信号処理回路１７及び制御装置１６には、５Ｖ電源１
８，４１、グランド電源１９，４２がそれぞれ設けられ
ており、これら５Ｖ電源１８，４１同士、グランド電源
１９，４２同士は、５Ｖ電源線１２、グランド電源線１
３によりそれぞれ接続されている。これら５Ｖ電源線１
２、グランド電源線１３は、上記ＢＵＳ線１０及び反転
ＢＵＳ線１１と共にエンコーダケーブル９内に束ねられ
ている。このエンコーダケーブル９は図示されない支持
部材により適宜支持されている。

【００１６】制御装置１６内のラインレシーバ１４の出
力線は、シリアル信号線３０を介してシリアル・パラレ
ル変換器１５に接続されており、このシリアル・パラレ
ル変換器１５から上記Ｚ，Ｕ，Ｖ，Ｗ相の位置データ及
びカウンタ値並びにエラー検出用のＣＲＣビットをパラ
レルに出力できるようになっている。このシリアル・パ
ラレル変換器１５のカウンタ値の出力線は、正の値か負
の値かを判別し、負の値の場合には正の値に変更する絶
対値回路４５に、Ｚ，Ｕ，Ｖ，Ｗ相の位置データ及びカ
ウンタ値及びＣＲＣビットの全出力線は、エラー検出を
行うエラー検出器４８にそれぞれ接続されており、この
エラー検出器４８のホールド指示を行う出力線は絶対値
回路４５とラッチ４９に接続されている。エラー検出器
４８の出力は外部へ１回エラーアラームとして出力さ
れ、また、３回連続検出回路にも接続されている。３回
連続検出回路の出力は外部へ３回連続エラーアラームと
して出力されている。伝送路の品質のよい場合は、１回
エラーアラーム出力は図示されていないモータ通電停止
回路へ接続されている。逆に、伝送路の品質の良くない
場合は、３回連続アラームかモータ通電停止回路に接続
されている。このシリアル・パラレル変換器１５の１フ
レームのシリアル信号に対応したリセット信号の出力線
は、１０ＭＨｚの基本クロックを入力とし、２ⁿ −１個
のパルスを発生させる１／１２分周器４３に接続されて
おり、この１／１２分周器４３の出力線は、５種類の粗
密の異なるパルス列をそれぞれ発生する１／２ⁿ 分周器
４４に接続されている。この１／２ⁿ 分周器４４の出力
線及び上記絶対値回路４５の出力線は、絶対値に応じて
パルスを選択するパルス発生器４６に接続されており、
このパルス発生器４６の出力線は、カウンタ値ｂ₅ の値
（詳しくは後述）に従ってアップダウンの切り換えを行
い、Ａ相、Ｂ相の矩形波の再生を行うＡ，Ｂ相発生回路
４７に接続されている。そして、制御装置１６とモータ
１とは、図１に示されるようにモータケーブル３１によ
り接続されており、制御装置１６からモータ１を駆動で
きるようになっている。

【００１７】次に、上記信号伝送装置の動作について、
以下簡単に説明する。モータ１を稼働すべく、制御装置
１６からモータケーブル３１を介して駆動電力がモータ
１に供給されると、主軸１ａが回転を始め、磁極検出用
マグネット２及び磁気記録媒体３により磁界が変化す
る。この磁界の変化は、ホール素子４ａにおいてはＵ，
Ｖ，Ｗ相の駆動用位置データとしてそれぞれ検出され
る。また、ＭＲセンサ４ｂにおいてはＺ，Ａ，Ｂ相の位
置データとしてそれぞれ検出され、Ａ，Ｂ相は正弦波と
して検出される。これらデータ信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ，
Ｖｚ，Ｖａ，Ｖｂ（図２参照）は、波形整形回路４ｃに
入力されて矩形波に波形整形される。この波形整形回路
４ｃにおいて波形整形されたＡ，Ｂ相の信号を示したの
が、図５の（ｂ），（ｃ）である。これら矩形波に整形
された信号（インクリメンタル信号）Ａ，Ｂは、４てい
倍パルス＋方向検出回路４０において４てい倍パルス並
びにアップダウン信号に変換され、これら４てい倍パル
ス並びにアップダウン信号は６ビットのアップダウンカ
ウンタ５に入力され、アップダウンカウンタ５において
アップまたはダウンがカウントされる。

【００１８】ここで、上記４てい倍パルス＋方向検出回
路４０及びアップダウンカウンタ５の動作の一例を示し
たのが図７である。同図に示されるように、４てい倍パ
ルス（ａ）は信号Ａ，Ｂのエッジ（信号の切り換わり部
分）に従って発生し、アップダウン信号（ｂ）は信号
Ａ，Ｂの位相の進み遅れに従って、Ｂ相が進んでいる場
合にはアップを、Ａ相が進んでいる場合にはダウンを指
示するようになっており、アップダウンカウンタのカウ
ンタ値（ｃ）は、これら４てい倍パルス（ａ）及びアッ
プダウン信号（ｂ）に従って、階段状のカウントがなさ
れるようになっている。

【００１９】ところで、本実施例においては、アップダ
ウンカウンタ５は、通信制御部５０からの図５（ｅ）に
示されるサンプリング信号に従って、一定時間毎にカウ
ンタ値のサンプリングを行うようになっており、このサ
ンプリングされたカウンタ値をパラレル・シリアル変換
器６にロードすると、通信制御部５０からの図５（ｆ）
に示されるクリヤ信号に従ってカウンタ値をクリヤする
ようになっている。ここで、本実施例においては、信号
Ａ，Ｂの位相の進み具合はＢ相が常に進んでいるので、
アップダウンカウンタ５のカウンタ値は、図５の（ｄ）
に示されるようになる。

【００２０】そして、これらカウンタ値は６ビットの信
号ｂ₀ 〜ｂ₅ としてパラレル・シリアル変換器６に入力
され、一方、上記矩形波に整形された位置データ信号
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｚは、直接このパラレル・シリアル変換器
６にそれぞれ入力される。なお、カウンタ値のｂ₅ をＭ
ＳＢ、ｂ₀ をＬＳＢとしており、Ｂ相の位相が進んでい
る場合にはｂ₅ ＝０、Ａ相の位相が進んでいる場合には
ｂ₅ ＝１となるように設定している。また、図５の
（ｂ），（ｃ）における丸印で囲まれた数字は、図５の
（ｄ）におけるそれらに対応している。つまり（ｂ），
（ｃ）のＡＢ相の変化点がカウンタ値の変化に対応して
いることを示している。また、（ｄ）の丸印で囲まれて
いない数字はカウンタ値を示している。

【００２１】ここで、上記アップダウンカウンタ５を６
ビットとした理由を説明する。パラレル・シリアル変換
器６から出力するシリアル信号の伝送速度を、例えば５
００ｋｂｐｓ、またシリアル信号のフォーマットを図５
（ａ）とすると１フレームのサンプリングに当たり３８
μｓかかることになる。ＡＢ相が主軸１ａの１回転当た
り２０４８パルス出力され、主軸が最高５０００ｒｐｍ
で回転すると仮定すると、４てい倍パルスの周波数は５０００ｒｐｍ÷６０秒×２０４８パルス×４てい倍＝
６８２．７ｋＨｚとなる。サンプリング周期は上述の如く３８μｓである
から、この間に６８２．７ｋＨｚ×３８μｓ＝２５．９パルス／周期のパルスが入ることになる。ここで、２５．９＜３１＝
２⁵ −１であるから、カウント方向を考慮してアップダ
ウンカウンタ５のカウンタ値は６ビットで充分となる。

【００２２】上記６ビットのカウンタ値及び位置データ
信号Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｚは、パラレル・シリアル変換器６に
おいてシリアル信号に変換され、このパラレル・シリア
ル変換器６からは図５（ａ）に示されるようなフォーマ
ットのシリアル信号が送出される。

【００２３】このフォーマットは、上述の通り伝送速度
を５００ｋｂｐｓとしており、１フレーム当たり３８μ
ｓとなっている。符号２０は各種データ送信前の休みス
ペースを、２１はスペース２０に続き送信開始を知らし
めるスタートビットを、２２はスタートビット２１に続
きアップダウンカウンタ５から伝送される６ビットのカ
ウンタ値を、２３はカウンタ値２２に続き波形整形回路
４ｃから伝送されるＵ，Ｖ，Ｗ，Ｚの位置データ信号
を、２４はＵ，Ｖ，Ｗ，Ｚの位置データ信号２３に続き
一連のデータを検査する（エラーチェックを行うため
の）４ビットのＣＲＣビットをそれぞれ示している。こ
こで、このＣＲＣビット２４は、エラー検出用のＣＲＣ
ビット付加器５１からの信号によりデータ信号に付加さ
れるようになっており、休みスペース２０，スタートビ
ット２１，カウンタ値２２，位置データ信号２３，ＣＲ
Ｃビット２４により１フレームが構成されている。符号
としては、例えばマンチェスタ符号を使用する。

【００２４】上記１フレームのシリアル信号は、ホール
素子４ａ及びＭＲセンサ４ｂからの検出信号に従って、
伝送データを更新しながら繰り返しラインドライバ８、
エンコーダケーブル９を介して制御装置１６に伝送され
る。この信号は、上述の如く、通信制御部５０からのサ
ンプリング信号、クリヤ信号に従って一定時間毎にサン
プリングされた信号であるので、従来に比べて信号量が
大幅に少なくなっており、従って記憶容量を小さくでき
ると共に、送信時間を短くできるようになっている。

【００２５】上記シリアル信号は、エンコーダケーブル
９を介して制御装置１６内のラインレシーバ１４に受信
される。このシリアル信号は、シリアル・パラレル変換
器１５においてパラレル信号に変換され、ＣＲＣビット
２４を確認した時点、すなわち図６の（ｇ）に示される
タイミングでデータが発生する。

【００２６】パラレル変換されたＵ，Ｖ，Ｗ，Ｚ相の位
置データＵ’，Ｖ’，Ｗ’，Ｚ’はそのまま後続の処理
に回され、一方６ビットのカウンタ値は絶対値回路４５
に入力され、絶対値回路４５において、ｂ₅ の値に基づ
いて正の値か負の値かが判別される。ここで、ｂ₅ ＝０
の場合に正の値、ｂ₅ ＝１の場合に負の値と判別するよ
うになっており、ｂ₅ ＝１の場合には、１０００００
（２）−ｂ₄ ｂ₃ ｂ₂ｂ₁ ｂ₀ （２）の計算をして出力
する。この出力は５ビットとなり、ｂ₄ ’ｂ₃’ｂ₂ ’
ｂ₁ ’ｂ₀ ’と符号化される。なお、括弧内の数字は進
数を表しており、（２）は２進法の数であることを示し
ている。

【００２７】次に、１／１２分周器４３について説明す
る。上述のカウンタの必要ビット数の計算によれば、後
段のパルス発生器４６において３８μｓ間に最高２６個
のパルスを発生すれば良いが、本実施例においてはＡ，
Ｂ相の信号のジッタを少なくするために、３８μｓ間に
３１パルスを発生し得るクロックが必要となる（詳しく
は後述）。すなわち、３１パルス÷３８μｓ＝８１５．８ｋＨｚのクロックが必要となる。これは基本クロックを１０Ｍ
Ｈｚとすると、１０ＭＨｚ÷８１５．８ｋＨｚ＝１２．３分周すれば良い。従って、本実施例においては、１／１２分
周器４３を用いている。

【００２８】しかしながら、この１／１２分周器４３の
出力、すなわち１０／１２ＭＨｚクロックの３１パルス
が３８μｓにぴたりと一致しないので、シリアル・パラ
レル変換器１５から１フレームのシリアル信号に対応し
たリセット信号を受信して帳じり合わせを行っている。
このリセット信号を示したのが図６の（ｈ）であり、図
６の（ｉ）に示される１０／１２ＭＨｚクロックの３１
パルス目を発生させた後、１／１２分周器４３をリセッ
ト、停止させ、図６の（ｇ）のデータ確定のタイミング
で１／１２分周器４３のリセットを解除するようにして
いる。従って１パルスは１．２μｓ毎に発生し、３１パ
ルス目と次の１パルス目との間のインターバルは２．０
μｓとなっている。

【００２９】この３１パルスの分周信号は１／２ⁿ 分周
器４４に入力され、この１／２ⁿ 分周器４４において５
種類の粗密の異なるパルス列に分けられる。この１／２
ⁿ 分周器４４及び後述のパルス発生器４６の考え方につ
いては、『ディジタル回路−基礎と応用−』（昭和５７
年１０月１５日発行，著者：河原田弘，発行社：株式
会社昭晃堂）第１５４頁から第１５７頁に記載されて
おり、このＭＩＴ方式のパルス分配原理に従って、１０
／１２ＭＨｚクロックは図６（ｊ）〜（ｎ）に示される
クロックに分配される。ＣＬＫ１６は奇数番目のパルス
を、ＣＬＫ８は４で割って余りが２のパルスを、ＣＬＫ
４は８で割って余りが４のパルスを、ＣＬＫ２は１６で
割って余りが８のパルスを、ＣＬＫ１は３２で割って余
りが１６のパルスをそれぞれ有している。これらＣＬＫ
１６、ＣＬＫ８、ＣＬＫ４、ＣＬＫ２、ＣＬＫ１及び上
記絶対値回路４５からの出力信号ｂ₄ ’ｂ₃ ’ｂ₂ ’ｂ
₁ ’ｂ₀ ’はパルス発生器４６にそれぞれ入力される。

【００３０】このパルス発生器４６は図４に示されるＡ
ＮＤ回路４６ａとＯＲ回路４６ｂより構成されており、
ｂ₄ ’ｂ₃ ’ｂ₂ ’ｂ₁ ’ｂ₀ ’の信号に従ってＣＬＫ
１６、ＣＬＫ８、ＣＬＫ４、ＣＬＫ２、ＣＬＫ１を選択
し、論理和を出力するようになっている。従って、ｂ
₄ ’ｂ₃ ’ｂ₂ ’ｂ₁ ’ｂ₀ ’が図６の（ｏ）の中央に
示されるような０１１０１（２）の場合には、ＣＬＫ
８、ＣＬＫ４、ＣＬＫ１が選択され、すなわち１０／１
２ＭＨｚクロックの２，４，６，１０，１２，１４，１
６，１８，２０，２２，２６，２８，３０番目のパルス
が選択され、加算され、図６の（ｐ）に示されるパルス
が出力される。このパルスは図６の（ｐ）より明らかな
ように、ほぼ均等になっており、ジッタが少なくなるよ
うになっている。従って、後述のＡＢ相発生回路４７の
出力Ａ’Ｂ’もジッタが少なくなっている。

【００３１】上記図６の（ｐ）に示されるパルス列はＡ
Ｂ相発生回路４７に入力され、このＡＢ相発生回路４７
においてインクリメンタル信号Ａ’，Ｂ’の再生が行わ
れる。このＡＢ相発生回路４７は、上記伝送されてきた
６ビットのカウンタ値のｂ₅の値に応じて、パルス発生
器４６からの出力をアップまたはダウン入力に切り換え
るようになっており、ｂ₅ ＝０の時にアップに、ｂ₅ ＝
１の時にダウンに切り換えるよう設定されている。そし
てＡ，Ｂ２相の矩形波は、パルス発生器４６からの出力
に１パルス加算するとＢ相の位相が進むというように、
発生するようになっており、アップ入力の時にはＢ相の
位相を進ませ、ダウン入力の時にはＡ相を進ませるよう
になっている。このＡＢ相発生回路４７からの出力信号
を示したのが図６の（ｑ），（ｒ）であり、この図から
も明らかなようにＢ相の位相が進んでいることが判る。
なお、図５の（ｂ），（ｃ）におけるエッジ符号，
・・・は、図６の（ｑ），（ｒ）におけるエッジ符号
，・・・に対応しており、タイムラグが発生してい
る。これはシリアル伝送遅れやデータ確定待ちに起因す
るものであるが、その時間差は６４μｓであり、Ａ，Ｂ
相の伝送遅れとしては特に問題とならないレベルであ
る。しかも伝送速度を５００ｋｂｐｓから１Ｍｂｐｓに
上げれば、さらにこの伝送遅れを小さくすることができ
る。

【００３２】ところで、エラー検出器４８においては、
伝送されてくるＣＲＣビット２４からエラーを検出する
ことが可能となっており、エラーが検出された場合に
は、一回エラーアラームを出力し、また絶対値回路４５
とラッチ４９にホールド信号を送出し、１回前に受信し
たブロックのデータｂ₅ 〜ｂ₀ ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｚを再度
使用するようにしている。データｂ₅ 〜ｂ₀ は再度使用
されても等速回転していることと等価なのでモータの回
転としては全く問題とならず、データＵ，Ｖ，Ｗ，Ｚに
関しては周波数が低いので問題とならない。また、３回
連続してエラーが発生した場合は３回連続検出回路から
３回連続エラーアラームが出力される。しかも、従来に
おいては、インクリメンタル信号Ａ，Ｂにノイズが入り
パルスが消えてしまうと、カウンタ値は図８に点線で示
されるようになってしまい、誤差を生じ位置決めの位置
がズレてしまうという問題があったが、本実施例におい
ては、上述のごとく、エラーが発生した場合には１回エ
ラーアラームが発生されるので、ここでモータを停止
し、使用者に知らせることが可能になりシステムの信頼
性を上げることができる。また、１回エラーアラームは
無視して、３回連続エラーアラームでモータを停止し、
使用者に知らせるようにすれば１回前に受信したブロッ
クのデータｂ₅ 〜ｂ₀ を使用するようにしているので、
ノイズによる頻繁なモータ停止及び誤動作が回避される
ようになっている。しかしながら、３回続けてエラーが
発生した場合には、通信路の品質レベルが低下した等の
真のエラーだと判定し、３回連続エラーアラームを発生
し知らしめるようになっている。なお、図３において再
生される信号はＡ’，Ｂ’，Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’，Ｚ’と
いうように ’が付してあるが、これは信号Ａ，Ｂ，
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｚに対して伝送遅れがあるために区別する
意味で付してある。

【００３３】このように、本実施例においては、アップ
ダウンカウンタ５を一定時間毎にリセットし、この一定
時間内にアップダウンカウンタ５のデータをサンプリン
グするようにしているので、信号量が少なく、従って記
憶容量を小さくできると共に送信時間を短くできるよう
になっている。

【００３４】また、カウンタ値を伝送して［２ⁿ −１
（ｎは自然数）］個のパルス列から受信したシリアル信
号に応じたパルスを選択しインクリメンタル信号に再生
するようにしているので、パルス密度が比較的均等にな
り、受信側のローパスフィルタで消えないＡＢ相のデュ
ーティになるよう、ＡＢ相のアナログセンサ出力の精度
を上げなくても良くなっている。

【００３５】また、従来のＡＢ相２チャンネルを全くエ
ラーの検出を行わず伝送する方法に比較してフレーム
毎、エラーを検出するようにしたので、伝送データの信
頼性が向上している。また、エラーが設定回繰り返して
発生しない場合には、このエラーをノイズによるエラー
だとして前のブロックのデータを繰り返し再生するよう
にし、一方エラーが設定回繰り返して発生した場合に
は、このエラーを真のエラーだと判定するようにしてい
るので、誤動作が回避されるようになっている。

【００３６】しかも、本実施例においては以下の効果も
発揮できるようになっている。すなわち、ＭＲセンサ４
ｂより出力されるＡ，Ｂ相の２相の正弦波を、アップダ
ウンカウンタ５に入力してカウンタ値を得、このカウン
タ値と他の相（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｚ相）の位置データ信号と
を、シリアル・パラレル変換器６においてシリアル信号
に変換して制御装置１６に伝送するようにしたので、伝
送路の数を１チャンネル分にできると共にケーブルの太
さを細くでき、従って低コスト化が図れるようになって
いる。

【００３７】また、上記エンコーダケーブル９の一部
が、例えばロボットのアーム内に配線されている場合に
は、上述のようにエンコーダケーブル９の太さを細くで
きるようになっているので、従来ケーブル９が占めてい
た部分を他に有効利用でき、またアーム自体を細くする
ことも可能であり、またロボット本体外においては、ケ
ーブル９の振り回し等の制約を従来より受けることが少
なく、しかもロボット内外の何れにおいても、ケーブル
９を支持する支持部材を比較的簡易な構造にすることが
可能であり、従って設計の自由度の向上が図れるように
なっている。

【００３８】図９は本発明の第２の実施例を示すインク
リメンタル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の要
部構成図であり、必要部分のみが示されている。この第
２の実施例が第１の実施例と違う点は、アップダウンカ
ウンタ５への入力信号を４てい倍パルス及びそのアップ
ダウン信号に代えて、フィードパルスＣ及びそのアップ
ダウン信号Ｄとし、これら信号Ｃ，Ｄの再生をＣＤ信号
再生器５２により行うようにした点である。ここで、フ
ィードパルスＣ及びそのアップダウン信号Ｄは、例えば
図１０の（ａ），（ｂ）に示されるようになっており、
従ってアップダウンカウンタ値は図１０の（ｃ）に示さ
れるようになる。このように構成しても第１の実施例と
同様な効果が得られるというのはいうまでもない。

【００３９】図１１は本発明の第３の実施例を示すイン
クリメンタル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の
要部構成図であり、必要部分のみが示されている。この
第３の実施例が第１の実施例と違う点は、アップダウン
カウンタ５への入力信号を４てい倍パルス及びそのアッ
プダウン信号に代えて、アップパルスＥ及びダウンパル
スＦとし、これら信号Ｅ，Ｆの再生をＥＦ信号再生器５
３により行うようにした点である。ここで、アップパル
スＥ及びダウンパルスＦは、例えば図１２の（ａ），
（ｂ）に示されるようになっており、従ってアップダウ
ンカウンタ値は図１２の（ｃ）に示されるようになる。
このように構成しても第１の実施例と同様な効果が得ら
れるというのはいうまでもない。

【００４０】図１３は本発明の第４の実施例を示すイン
クリメンタル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の
要部構成図であり、必要部分のみが示されている。この
第４の実施例が第１の実施例と違う点は、２個のＡＢ相
信号を２つのアップダウンカウンタ５へ入力し、２つの
カウンタ値をパラレルシリアル変換器にてシリアル信号
に変換し、シリアルパラレル変換器１５にて、２つのカ
ウンタ値に戻し、２つのＡＢ相再生器（図６にてＡＢ相
再生と記載してある部分）にて、２組のＡＢ相を再生す
ることである。マウスやトラックボールなどのＸＹの２
つの方向のインクリメンタル信号を発生する装置から、
上記の制御装置へケーブル数を減らして伝送する場合に
有効である。もちろん、３組以上のＡＢ相信号に対して
の応用も除外するものではない。また、２軸分のエンコ
ーダに対する応用として、２つのカウンタ値に加えて、
２組のＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗ相をパラレル・シリアル変換器に
入力してもよい。

【００４１】図１４は本発明の第５の実施例を示すイン
クリメンタル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の
要部構成図であり、必要部分のみが示されている。この
第５の実施例が第４の実施例と異なる点は、２組の入力
信号が図１２（ａ）のＥ信号であり、２つのカウンタが
アップカウントのみのカウンタであることである。この
実施例でも２つの入力を１つのシリアル信号にして２つ
の出力として伝送するのでケーブルの省線化が図れる。

【００４２】図１５は本発明の第６の実施例を示すイン
クリメンタル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の
要部構成図であり、送信側のみを示している。この第６
の実施例が第１の実施例と主に異なる点はアップダウン
カウンタ５の構成である。このカウンタは例えば８ビッ
トのフリーランニングカウンタであり、０００００００
０（２）からアップカウントしていった場合、１１１１
１１１１（２）にてさらにアップカウントすると０００
０００００（２）へ戻る構成になっている。また、一定
周期毎クリアされることはない。その代わり、後段に今
回カウンタ値レジスタ、さらにその後段に前回カウンタ
値レジスタが接続され、今回カウンタ出力レジスタ出力
は引算器のプラス入力に、前回カウンタ値レジスタ出力
は引算器のマイナス入力に接続されている。そして、引
算器の出力がパラレルシリアル変換器６に接続されてい
る。この動作を図１６のタイミングチャートを用いて説
明する。図１６（ａ），（ｂ）はＡＢ相入力信号で図５
の（ｂ），（ｃ）と全く同じ波形である。アップダウン
カウンタ５はクリアされないので、図１６（ｃ）のカウ
ンタ値はどんどん増加されている。図５（ｅ）と同じタ
イミングで通信制御部５０はサンプリング信号（図１６
（ｄ））を発生し、同じタイミングで今回カウンタ値レ
ジスタから、前回カウンタ値レジスタへカウンタ値をシ
フトする。引算器は今回カウンタ値レジスタの値から前
回カウンタ値レジスタの値を引いて、その結果をパラレ
ルシリアル変換器へ出力する。これらのカウンタ値のサ
ンプリングから、引算器出力の関係を図１６（ｃ），
（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ）に示す。本実施例では
アップダウンカウンタ５をクリアする代わりに、レジス
タを２つ設け、今回と前回の値を記憶させ、それらの差
を出力するようにしたので、一定時間あたりのカウンタ
値の変化量を送信することになり、第１の実施例と同じ
効果を期待できる。

【００４３】以上本発明者によってなされた発明を各実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記各実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例
えば、上記実施例においては、エンコーダ４はモータ１
に付設しているが、分離していても構わない。また、エ
ンコーダ４はリニヤエンコーダでも良い。また、伝送路
を光ファイバで構成することも可能である。

【００４４】また、上記実施例においては、Ｕ，Ｖ，
Ｗ，Ｚ相の信号をシリアル信号に重畳して伝送する例が
述べられているが、本発明はＡ，Ｂ２相の信号を上記方
法にて伝送、再生するだけでも良い。また、上記実施例
においては、エラー検出はＣＲＣビットによるものだけ
を述べているが、例えばスタートビットが１であるかと
いうチェック、あるいはカウンタ値が許容回転数以下か
というチェック等を加えても良い。

【００４５】なお、本発明はインクリメンタル信号のア
ップダウンをカウントし、伝送、再生する方法全てに対
して適用可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように第１発明のインクリメ
ンタル信号の伝送方法によれば、アップダウンカウンタ
の一定時間内におけるカウンタ値の変化量をサンプリン
グするようにしたので、信号量が少なくなり、記憶容量
を小さくできると共に、送信時間が短くなり制御性能の
向上が図れる。また、第２発明のインクリメンタル信号
の伝送方法によれば、上記第１発明に加えて、［２ⁿ −
１（ｎは自然数）］個のパルス列から受信したシリアル
信号に応じたパルスを選択し、インクリメンタル信号に
再生するようにしたので、ＡＢ相アナログセンサ出力の
精度が悪くても、ＡＢ相出力のデューティを改善でき、
従って品質を向上することが可能となる。また、第３発
明のインクリメンタル信号の伝送方法によれば、上記第
１発明に加えて、シリアル信号をサンプリングデータ毎
のフレーム単位に分割して、各フレーム毎にエラーを検
出し、第４発明のインクリメンタル信号の伝送方法によ
れば、上記第３発明に加えて、エラーが発生した場合に
は、前回のフレームのデータを繰り返し使用し、エラー
が設定回繰り返して発生した場合には、異常とするよう
にしたので、誤動作が回避されるようになり、信頼性の
向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すインクリメンタル
信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の概略斜視図で
ある。

【図２】エンコーダ内の構成図である。

【図３】制御装置内の構成図である。

【図４】パルス発生器の構成図である。

【図５】図２に示される回路動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。

【図６】図３に示される回路動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。

【図７】４てい倍＋方向検出回路及びアップダウンカウ
ンタの動作の一例を説明するためのタイミングチャート
である。

【図８】ノイズによりエラーが発生した場合のカウンタ
値の誤差を説明するための図である。

【図９】本発明の第２の実施例を示すインクリメンタル
信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の要部構成図で
ある。

【図１０】図９中のアップダウンカウンタの動作の一例
を説明するためのタイミングチャートである。

【図１１】本発明の第３の実施例を示すインクリメンタ
ル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の要部構成図
である。

【図１２】図１１中のアップダウンカウンタの動作の一
例を説明するためのタイミングチャートである。

【図１３】本発明の第４の実施例を示すインクリメンタ
ル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の要部構成図
である。

【図１４】本発明の第５の実施例を示すインクリメンタ
ル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の要部構成図
である。

【図１５】本発明の第６の実施例を示すインクリメンタ
ル信号の伝送方法を適用した信号伝送装置の要部構成図
である。

【図１６】図１５に示される回路動作を説明するための
タイミングチャートである。

【符号の説明】

５アップダウンカウンタＡ，Ｂインクリメンタル信号

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクリメンタル信号をカウンタに入力
し、そのカウンタ値の一定時間における変化量をシリア
ル信号に変換して転送し、このシリアル信号を受信して
インクリメンタル信号に変換するインクリメンタル信号
の伝送方法。
【請求項２】［２ⁿ −１（ｎは自然数）］個のパルス
列から受信したシリアル信号に応じたパルスを選択し、
インクリメンタル信号に再生するようにしたことを特徴
とする請求項１記載のインクリメンタル信号の伝送方
法。
【請求項３】シリアル信号をサンプリングデータ毎の
フレーム単位に分割して各フレーム毎にエラー検出を行
うことを特徴とする請求項１記載のインクリメンタル信
号の伝送方法。
【請求項４】シリアル信号をサンプリングデータ毎の
フレーム単位に分割して各フレーム毎にエラー検出を行
い、エラーが発生した場合には前回のフレームのデータを繰
り返し使用し、エラーが設定回繰り返して発生した場合
には異常とすることを特徴とする請求項３記載のインク
リメンタル信号の伝送方法。