JPH0626883A - Multiple revolution type absolute encoder - Google Patents

Multiple revolution type absolute encoder

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Publication number
JPH0626883A
JPH0626883A JP18073792A JP18073792A JPH0626883A JP H0626883 A JPH0626883 A JP H0626883A JP 18073792 A JP18073792 A JP 18073792A JP 18073792 A JP18073792 A JP 18073792A JP H0626883 A JPH0626883 A JP H0626883A
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JP
Japan
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signal
data
circuit
rotation
absolute
Prior art date
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Application number
JP18073792A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirozo Tagami
博三 田上
Keiichi Fujikawa
恵市 冨士川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0626883A publication Critical patent/JPH0626883A/en
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a small size and compact encoder by reducing the number of bits of the absolute signal in a rotation. CONSTITUTION:By the original point return signal from a driver system to a Zn signal, a motor drives and rotates from A point to CW direction, the position changes to B point and original point return operation is completed and then comutation data, Zn zone data and multiple rotation count data at point B as well as point A are sent to a driver system by way of a transmitted data switching circuit 16 and a conversion circuit 17. In the driver system, the mode is selected to add the counted value at A and B phases besides the one rotation absolute data as the representative of the past. And then on, the one rotation absolute data are renewed by the change of the A and B phases in this mode. As the one rotation absolute data changes at this moment with the resolution of 1/1000 in the driver side, the comutation data signal is changed to sine wave and the motor is driven with the sine wave drive.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は回転体の絶対回転角を検
出するための多回転式アブソリュートエンコーダに関す
るものであり、特にACサーボモータに組み込まれて使
われるロータリエンコーダに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-rotational absolute encoder for detecting an absolute rotation angle of a rotating body, and more particularly to a rotary encoder incorporated in an AC servomotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種機械の駆動用に使われるサーボモー
タにはブラシ付きのDCサーボモータとブラシのないA
Cサーボモータ(DCブラシレスサーボモータ)があ
り、近年モータ保守の容易さからACサーボモータの需
要が増している。
2. Description of the Prior Art Servo motors used for driving various machines include DC servo motors with brushes and brushless A servo motors.
There are C servo motors (DC brushless servo motors), and in recent years, the demand for AC servo motors has increased due to the ease of motor maintenance.

【0003】サーボ系の位置検出器にもさまざまな種類
があるが、近年サーボモータに組み込まれて使用される
ロータリエンコーダが普及している。ACサーボモータ
に組み込まれるエンコーダはインクリメンタルエンコー
ダとアブソリュートエンコーダに大別される。
There are various types of position detectors for servo systems, but in recent years, rotary encoders used by incorporating them in servo motors have become widespread. Encoders incorporated in AC servomotors are roughly classified into incremental encoders and absolute encoders.

【0004】インクリメンタルエンコーダの出力信号は
図11に示すように、回転方向が判別できるように互い
に90度位相差を有するA,B2相の信号と、1回転1
パルスの基準Z信号と、ACサーボモータの通電相切り
替えのためのコミュテーション信号U,V,Wを備えた
ものが一般的である。また、アブソリュートエンコーダ
は電源投入後直ちに1回転内の絶対位置が認識できるエ
ンコーダで、インクリメンタルエンコーダを用いた制御
システムにおいて必要とされる電源投入直後に行う機械
位置とコントローラとの位置合わせ動作である原点復帰
動作が不要であることから、多関節ロボットをはじめと
する大型のロボット用サーボモータなどに普及しつつあ
り、またその多くはモータの回転数カウント機能をつけ
た多回転式アブソリュートエンコーダである。
The output signals of the incremental encoder are, as shown in FIG. 11, signals of A and B phases having a 90-degree phase difference from each other so that the rotation directions can be discriminated, and one rotation of one rotation.
Generally, a pulse reference Z signal and commutation signals U, V, W for switching the energized phase of the AC servomotor are provided. The absolute encoder is an encoder that can recognize the absolute position within one rotation immediately after the power is turned on, and is the origin that is the alignment operation between the machine position and the controller immediately after the power is turned on, which is required in the control system using the incremental encoder. Since it does not require a returning operation, it is becoming popular in servo motors for large robots such as multi-joint robots, and most of them are multi-rotation absolute encoders with a motor rotation count function.

【0005】以下に従来の多回転式アブソリュートエン
コーダについて説明する。図9は従来の多回転式アブソ
リュートエンコーダの機能ブロックを示すものである。
図9において91はインクリメンタル信号出力部、92
はアブソリュート信号出力部、93は多回転カウンタ
部、94はバックアップ回路、95は変換回路、96は
リセット回路である。
A conventional multi-rotation type absolute encoder will be described below. FIG. 9 shows functional blocks of a conventional multi-rotation absolute encoder.
In FIG. 9, reference numeral 91 is an incremental signal output unit, and 92
Is an absolute signal output unit, 93 is a multi-rotation counter unit, 94 is a backup circuit, 95 is a conversion circuit, and 96 is a reset circuit.

【0006】以上のように構成された多回転式アブソリ
ュートエンコーダについて、以下その動作について説明
する。まず、主電源がオンしているときエンコーダの回
転位置に合わせインクリメンタル信号出力部91からは
90度位相差を有するA,B信号そして1回転に1回発
生するZ信号が出力する。また、アブソリュート信号出
力部92からは1回転アブソリュートデータとして1回
転の分解能に対応した20から2K-1のKビットの信号を
出力する。また、多回転カウンタ93はアブソリュート
信号出力の上位2ビット2K-1と2K-2とを用いて回転回
数を計数する。
The operation of the multi-rotational absolute encoder configured as described above will be described below. First, when the main power source is on, the incremental signal output unit 91 outputs the A and B signals having a 90-degree phase difference and the Z signal generated once per rotation in accordance with the rotational position of the encoder. Further, from the absolute signal output unit 92 outputs the 2 0 2 K-1 of the signal K bits corresponding to the resolution of 1 rotates one revolution absolute data. Further, the multi-rotation counter 93 counts the number of rotations by using the upper 2 bits 2 K-1 and 2 K-2 of the absolute signal output.

【0007】変換回路95はパラレルデータである1回
転アブソリュートデータと多回転カウントデータとをシ
リアルデータに変換しドライバやNCシステムに送信す
る。一方主電源がオフした場合にはバックアップ回路9
4によりアブソリュート信号出力の上位2ビット2K-1
と2K-2信号の検出と、多回転カウンタ93とを常に動
作している。これにより再度主電源を投入したときにも
回転回数をリセットすることなく保持し、しかも主電源
オフ時に変化した回転回数も検出することができる。
The conversion circuit 95 converts the one-turn absolute data and the multi-turn count data, which are parallel data, into serial data and sends the serial data to the driver or the NC system. On the other hand, when the main power is turned off, the backup circuit 9
Upper 2 bits of absolute signal output by 4 2 K-1
The detection of the 2 K-2 signal and the multi-rotation counter 93 are always operating. As a result, even when the main power is turned on again, the number of rotations can be held without being reset, and the number of rotations changed when the main power is turned off can be detected.

【0008】リセット回路96は外部からのクリア信号
の電圧レベルにより、エンコーダの多回転カウントデー
タや内部異常ステータスの初期化をする。
The reset circuit 96 initializes the multi-rotation count data of the encoder and the internal abnormal status according to the voltage level of the clear signal from the outside.

【0009】図10はリセット回路の回路構成、および
信号タイミングを示す図であり、外部からのクリア信号
を抵抗,コンデンサによるローパスフィルタ,シュミッ
トバッファで信号処理してリセット信号を生成してい
る。
FIG. 10 is a diagram showing the circuit configuration of the reset circuit and the signal timing. The clear signal from the outside is signal-processed by a low pass filter by a resistor and a capacitor and a Schmitt buffer to generate a reset signal.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、絶対位置を決定するためのアブソリュー
ト信号の数が多数必要で、分解能を上げていくほど信号
数は増加する。信号の数に対応して検出部の数も増やす
必要があり、処理回路の規模も増大してくるので、構造
的にも回路規模も大きくなるという問題点を有してい
た。
However, in the above-mentioned conventional structure, a large number of absolute signals are required to determine the absolute position, and the number of signals increases as the resolution increases. Since it is necessary to increase the number of detection units corresponding to the number of signals and the scale of the processing circuit also increases, there is a problem in that the structure and the circuit scale also increase.

【0011】また、従来構成のエンコーダデータのクリ
アは、外部からのクリア信号の電圧レベルのみで行われ
るため、周辺機器からの電気ノイズなどが十分に除去で
きずカウンタクリアが誤動作し機器での位置ずれが発生
するという信頼性の問題、さらにこの誤動作が外部コン
トローラなどへ伝達されないために異常検出ができない
という安全性の問題点を有していた。
Further, since the encoder data of the conventional configuration is cleared only by the voltage level of the clear signal from the outside, the electric noise from the peripheral equipment cannot be sufficiently removed and the counter clear malfunctions and the position of the equipment is lost. There is a problem of reliability that a shift occurs, and a problem of safety that the malfunction cannot be detected because the malfunction is not transmitted to an external controller or the like.

【0012】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、小型でコンパクトな多回転式アブソリュートエンコ
ーダを提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a small and compact multi-rotation absolute encoder.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の多回転式アブソリュートエンコーダは、 1、互いに90度位相差を有するA,B2相のインクリ
メンタル信号と、A,B相のパルス数よりも少なくかつ
2個以上の基準信号Znと、Znの順序を判別するMビ
ットのアブソリュート信号の計3種類の信号を出力する
原信号出力部と、 2、Mビットのアブソリュート信号を用いてモータの1
回転以上の正逆方向の回転回数を計数する多回転カウン
タと、 3、主電源オフ時に上記多回転カウンタ機能と、原信号
出力部のMビットのうち回転回数の正逆を判定するため
の2ビットのアブソリュート信号の検出動作をさせるバ
ックアップ回路と、 4、Mビットのアブソリュート信号とZn信号から1回
転アブソリュートデータの零値に対応するZ0信号を選
択するZ0信号発生回路と、 5、Mビットのアブソリュート信号からモータの励磁相
切り替え用コミュテーション信号とZnの順序データを
生成するデコーダ回路と、 6、上記Zn順序データとコミュテーション信号と多回
転カウンタからの計数値とから所望の信号を選択する外
部からの指令を受信する受信回路と、 7、この外部からの指令により所望の信号を選択する送
信データ切り替え回路と、 8、送信データをシリアルデータとして出力する変換回
路と、 9、外部からの指令を受信回路で受信し処理したエンコ
ーダ初期化信号の電圧レベルが一定時間アクティブであ
ることを検出して多回転カウンタのデータ初期化をする
リセット回路、あるいは外部からの指令を受信回路で受
信し処理したエンコーダ初期化信号の電圧レベルが一定
時間アクティブであることを検出して多回転カウンタの
データ初期化をするリセット回路と、上記データ初期化
実行後の多回転カウンタのデータが初期化されているこ
とを検出するリセット確認回路と、リセット確認回路の
結果をエンコーダ信号処理ステータスとして送信データ
切り替え回路,変換回路を介して外部へ知らせる機能と
を備えた構成を有している。
To achieve this object, a multi-rotational absolute encoder according to the present invention comprises: 1. An incremental signal of A and B phases having a 90-degree phase difference with each other and a pulse of A and B phases. An original signal output unit that outputs a total of three types of signals, a reference signal Zn that is less than the number of two or more, and an M-bit absolute signal that determines the order of Zn, and an absolute signal of 2 and M bits are used. Motor one
A multi-rotation counter that counts the number of rotations in the forward and reverse directions equal to or more than the rotation, 3. The multi-rotation counter function when the main power is turned off, and 2 for determining whether the number of rotations of the original signal output unit is normal or reverse. a backup circuit for detecting operation of the absolute signal of the bit, and Z 0 signal generation circuit for selecting a Z 0 signal corresponding from 4, M absolute signal and Zn signal bits to 1 zero value of the rotational absolute data, 5, M A decoder circuit for generating a commutation signal for switching a motor excitation phase and Zn sequence data from a bit absolute signal; and 6, a desired signal from the Zn sequence data, the commutation signal, and the count value from the multi-rotation counter. A receiving circuit for receiving a command from the outside to be selected, 7. a transmission circuit for selecting a desired signal by the command from the outside A switching circuit, 8, a conversion circuit for outputting transmission data as serial data, and 9, detecting that the voltage level of an encoder initialization signal processed by receiving a command from the outside by the receiving circuit is active for a certain period of time Reset circuit that initializes the data of the multi-revolution counter, or initializes the data of the multi-revolution counter by detecting that the voltage level of the encoder initialization signal processed by receiving an external command from the receiving circuit is active for a certain period of time. Reset circuit, a reset confirmation circuit for detecting that the data of the multi-rotation counter after the data initialization has been initialized, and a transmission data switching circuit for converting the result of the reset confirmation circuit as an encoder signal processing status It has a configuration having a function of notifying the outside through a circuit.

【0014】[0014]

【作用】この構成によって、従来の多回転式アブソリュ
ートエンコーダより1回転内のアブソリュート信号のビ
ット数を少なくすることができるので、検出部と電気回
路部を小さくすることができ、小型でコンパクトな多回
転式アブソリュートエンコーダを得ることができる。ま
た、上記リセット回路の構成,カウンタリセットの確
認,外部システムとの信号ハンドシェイクを行うことに
より、外部ノイズなどに対する誤動作の信頼性・安全性
向上を図ることができる。
With this configuration, the number of bits of the absolute signal within one rotation can be reduced as compared with the conventional multi-rotation type absolute encoder, so that the detection unit and the electric circuit unit can be downsized, and the small and compact multi-rotation can be achieved. A rotary absolute encoder can be obtained. Further, by performing the reset circuit configuration, the counter reset confirmation, and the signal handshake with the external system, it is possible to improve the reliability and safety of malfunctions due to external noise and the like.

【0015】[0015]

【実施例】以下本発明の実施例1,実施例2について、
図面を参照しながら説明する。
EXAMPLES Examples 1 and 2 of the present invention will be described below.
A description will be given with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の実施例1の機能ブロック図
である。図1において11は原信号出力部、12はデコ
ーダ回路、13は多回転カウンタ、14はZ0信号発生
回路、15は受信回路、16は送信データ切り替え回
路、17は変換回路、18はバックアップ回路、19は
リセット回路である。
FIG. 1 is a functional block diagram of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is an original signal output unit, 12 is a decoder circuit, 13 is a multi-rotation counter, 14 is a Z 0 signal generating circuit, 15 is a receiving circuit, 16 is a transmission data switching circuit, 17 is a converting circuit, and 18 is a backup circuit. , 19 are reset circuits.

【0017】図2に原信号出力部11の構成を示す。こ
こで21は発光素子、22は回転スリット板、23は受
光素子、24は波形整形回路である。本実施例では3相
8極のACサーボモータ用にZnの数を8個にし、また
一回転の分解能を1000パルスの場合を示す。
FIG. 2 shows the configuration of the original signal output section 11. Here, 21 is a light emitting element, 22 is a rotary slit plate, 23 is a light receiving element, and 24 is a waveform shaping circuit. In this embodiment, the number of Zn is set to 8 for a three-phase eight-pole AC servomotor, and the resolution of one rotation is 1000 pulses.

【0018】図3に回転スリット板22の回転に合わせ
て検出される信号を示す。ここでA,B信号は互いに9
0度の位相差を有する信号であり1回転中1000パル
ス発生するインクリメンタル信号、Zn信号はA,B相
と同期し1回転中に8個発生する信号、そして5ビット
のアブソリュート信号がある。
FIG. 3 shows signals detected in accordance with the rotation of the rotary slit plate 22. Here, the A and B signals are 9
A signal having a phase difference of 0 degree and an incremental signal that generates 1000 pulses during one rotation, a Zn signal that is synchronized with the A and B phases, eight signals that occur during one rotation, and a 5-bit absolute signal.

【0019】図4に主電源オン時に出力するコミュテー
ション信号の動きを示す。図5はデコーダ回路12の構
成を示す図であり、5ビットのアブソリュート信号でコ
ミュテーションデータ、および1回転中の8分の1の領
域を示すゾーンデータをROMテーブルより選択する。
FIG. 4 shows the movement of the commutation signal output when the main power is turned on. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the decoder circuit 12, in which commutation data and zone data indicating a region of 1/8 of one rotation are selected from a ROM table by a 5-bit absolute signal.

【0020】図6にエンコーダのデータ初期化をするリ
セット回路19の構成、および信号タイミングを示す。
FIG. 6 shows the configuration and signal timing of the reset circuit 19 for initializing the encoder data.

【0021】以下、上記構成の多回転アブソリュートエ
ンコーダについてその動作を説明する。
The operation of the multi-rotation absolute encoder having the above structure will be described below.

【0022】まず、主電源が投入された直後エンコーダ
が図4のA点に位置していたとすると、原信号出力部1
1から出力する5ビットのアブソリュート信号とデコー
ダ回路12によりコミュテーション信号とゾーンデータ
を検出し、送信データ切り替え回路16にデータを準備
する。また、バックアップ回路18にて検出及び保持し
ている多回転カウンタ13の値すなわち多回転カウント
データを送信データ切り替え回路16に準備する。これ
ら2つのデータのどちらのデータを転送するかを受信回
路15を介してドライバシステムからのデータ要求信号
によって送信データ切り替え回路16で選択した後、変
換回路17を介して転送する。ドライバシステムがコミ
ュテーションデータおよび停止点であるA点のゾーンデ
ータを要求した場合、ドライバシステムではコミュテー
ションデータからACサーボモータの通電相切り替えの
ためのコミュテーション信号を作り、モータの回転を開
始する。この時コミュテーションデータは一定であるこ
とから、コミュテーション信号が正弦波状に変化せず一
定値となるので矩形波ドライブで駆動することになる。
また、A点の位置データは8分の1回転(45°)の検
出分解能であり、高精度の位置制御をするには検出分解
能が高いA,B信号および原点信号であるZn信号と位
置の同期が必要なので、ドライバシステムではZn信号
を検出して原点復帰するまで1回転アブソデータはA点
のデータ即ち代表値を保持している。
First, assuming that the encoder is located at point A in FIG. 4 immediately after the main power is turned on, the original signal output unit 1
The commutation signal and zone data are detected by the 5-bit absolute signal output from 1 and the decoder circuit 12, and data is prepared in the transmission data switching circuit 16. Further, the value of the multi-revolution counter 13, which is detected and held by the backup circuit 18, that is, multi-revolution count data is prepared in the transmission data switching circuit 16. Which of these two data is to be transferred is selected by the transmission data switching circuit 16 via the receiving circuit 15 in response to a data request signal from the driver system, and then transferred via the conversion circuit 17. When the driver system requests commutation data and zone data at point A, which is a stop point, the driver system creates a commutation signal for switching the energized phase of the AC servomotor from the commutation data and starts rotation of the motor. . At this time, since the commutation data is constant, the commutation signal does not change in a sinusoidal wave and has a constant value, so that the commutation signal is driven by the rectangular wave drive.
Further, the position data at the point A has a detection resolution of 1/8 rotation (45 °), and in order to perform highly accurate position control, the A and B signals having a high detection resolution and the Zn signal which is the origin signal and the position signal. Since synchronization is required, the driver system holds the data at point A, that is, the representative value, for the one-turn absolute data until it detects the Zn signal and returns to the origin.

【0023】次に、ドライバシステムからZn信号への
原点復帰の指令により、モータが駆動し前記A点からC
W方向に回転しZnの位置であるB点に位置が変化して
原点復帰動作が完了すると、A点と同様にB点でのコミ
ュテーションデータ,Znゾーンデータ,および多回転
カウントデータを送信データ切り替え回路16,変換回
路17を介してドライバシステムにデータ送信する。ド
ライバシステムでは、今まで代表値としての1回転アブ
ソリュートデータに加えA,B相で計数する値を加算す
るモードにし、これ以降このモードで1回転アブソリュ
ートデータはA,B相の変化により更新される。
Next, in response to a command for returning to the origin from the driver system to the Zn signal, the motor is driven and the point A to C
When it rotates in the W direction and the position changes to point B, which is the position of Zn, and the return-to-origin operation is completed, the commutation data, Zn zone data, and multi-rotation count data at point B are sent as at point A. Data is transmitted to the driver system via the switching circuit 16 and the conversion circuit 17. In the driver system, the mode in which the value counted in the A and B phases is added to the one rotation absolute data as a representative value until now is added, and thereafter, the one rotation absolute data is updated by the change in the A and B phases in this mode. .

【0024】この時は、ドライバ側では1回転アブソリ
ュートデータは1000分の1の分解能で変化するので
コミュテーション信号を正弦波状に変化できモータは正
弦波ドライブで駆動することになる。
At this time, since the one-turn absolute data changes at a resolution of 1/1000 on the driver side, the commutation signal can be changed in a sine wave shape, and the motor is driven by a sine wave drive.

【0025】一方、モータが前記A点からCCW方向に
回転し代表値切り変わり点であるC点を通過すると、前
記A点の代表値は隣のZ1を示すゾーンデータで更新さ
れ、このデータまたはバックアップ回路18にて検出及
び保持している多回転カウンタ13の値がドライバシス
テムからのデータ要求信号で選択され、変換回路17を
介してドライバシステムにデータを転送する。さらに、
C点を通過しZ1の位置であるD点へ位置が変化する
と、先のB点と同様に原点復帰が完了することより、ド
ライバシステムでは今まで代表値としての1回転アブソ
リュートデータに加えA,B相で計数する値を加算する
モードにし、これ以降このモードで1回転アブソリュー
トデータはA,B相の変化により更新される。
On the other hand, when the motor rotates in the CCW direction from the point A and passes through the point C, which is the representative value switching point, the representative value of the point A is updated with the zone data indicating the adjacent Z1, and this data or backup The value of the multi-revolution counter 13 detected and held by the circuit 18 is selected by the data request signal from the driver system, and the data is transferred to the driver system via the conversion circuit 17. further,
When the position changes to point D, which is the position of Z1 after passing point C, the origin return is completed in the same way as point B, so the driver system has been able to add A, A The mode in which the value counted in the B phase is added is added, and thereafter, in this mode, the one-turn absolute data is updated by the change in the A and B phases.

【0026】次にリセット回路19の構成、動作につい
て以下説明する。図6(a),(b)はリセット回路1
9の回路構成および信号タイミングの一例である。リセ
ット回路19は基準クロックとカウンタ,フリップフロ
ップ,NANDゲートより構成される。ドライバシステ
ムからの要求信号により受信回路15を介して初期化信
号がリセット回路に入力されるとクロックのカウンタ動
作がスタートし、初期化信号が4クロック以上の幅であ
れば信号有効とし、多回転カウンタへリセット信号を出
力する。一方○1のような信号幅の短い信号は無効とな
りカウンタリセット信号は出力されない。即ち、電気ノ
イズなどの幅の短いインパルスは基準クロック,パルス
カウント数の設定により除去ができる。
Next, the structure and operation of the reset circuit 19 will be described below. 6A and 6B show the reset circuit 1
9 is an example of the circuit configuration and signal timing of FIG. The reset circuit 19 comprises a reference clock, a counter, a flip-flop, and a NAND gate. When the initialization signal is input to the reset circuit via the receiving circuit 15 by the request signal from the driver system, the clock counter operation starts, and if the initialization signal has a width of 4 clocks or more, the signal is valid and multi-rotation is performed. Output a reset signal to the counter. On the other hand, a signal with a short signal width such as ◯ 1 becomes invalid and the counter reset signal is not output. That is, impulses having a short width such as electric noise can be removed by setting the reference clock and the pulse count number.

【0027】以上のように、検出したZ相の代表値に1
000分の1の分解能を持つA,B相信号の計数を加え
るシステム構成にすることにより、1回転内のアブソリ
ュート信号の数は少ないが絶対位置検出は高分解能であ
るコンパクトな多回転アブソリュートエンコーダが実現
できる。また、エンコーダデータリセット時の初期化信
号が一定時間アクティブであることを検出してデータリ
セットを行うことにより外部ノイズに対するリセット誤
動作が防止できる。
As described above, the detected representative value of the Z phase is 1
By adopting a system configuration that counts A and B phase signals with a resolution of 1/000, a compact multi-rotation absolute encoder that has a high resolution for absolute position detection while the number of absolute signals within one rotation is small realizable. Further, by detecting that the initialization signal at the time of encoder data reset is active for a certain period of time and performing data reset, it is possible to prevent a reset malfunction due to external noise.

【0028】(実施例2)次に本発明の実施例2につい
て以下説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described below.

【0029】図7は本発明の実施例2の機能ブロック図
である。図1の実施例1と同一部については同一符号を
記す。図8は多回転カウンタデータが初期化されている
かを検出するリセット確認回路20の構成および異常判
定の一例である。
FIG. 7 is a functional block diagram of the second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment shown in FIG. FIG. 8 shows an example of the configuration and abnormality determination of the reset confirmation circuit 20 that detects whether the multi-rotation counter data has been initialized.

【0030】リセット確認回路20は多回転カウンタの
データと初期データとの比較部と、この比較結果と上記
リセット回路の出力とからデータリセット動作が正常か
否かを判定し、判定結果を送信データ切り替え回路にセ
ットする異常判定部とから構成される。
The reset confirmation circuit 20 judges whether or not the data reset operation is normal from the comparison part of the data of the multi-revolution counter and the initial data, the comparison result and the output of the reset circuit, and the judgment result is transmitted data. It is composed of an abnormality determination unit which is set in the switching circuit.

【0031】図8(b)に異常判定の内容を示す。○1
はカウンタリセットを行ったにもかかわらず多回転デー
タが初期値と一致しない誤動作であることを示し、○2
はカウンタリセットを行っていないのに多回転データが
リセットされた状態(カウントデータが急に初期値に変
化)であることを示す。この異常状態を送信データ切り
替え回路,変換回路を介してドライバシステムへ送信す
る。
FIG. 8B shows the contents of the abnormality determination. ○ 1
Indicates that the multi-rotation data does not match the initial value even though the counter is reset.
Indicates that the multi-rotation data is reset (count data is suddenly changed to the initial value) even though the counter is not reset. This abnormal state is transmitted to the driver system via the transmission data switching circuit and the conversion circuit.

【0032】以上のように多回転カウンタのリセット動
作をエンコーダ内で動作判定し、結果をドライバシステ
ムへ転送して動作をハンドシェイクすることにより誤動
作に対する異常検出、安全性の向上を図ることができ
る。
As described above, the reset operation of the multi-rotation counter is judged in the encoder, the result is transferred to the driver system and the operation is handshaked, whereby abnormality detection for malfunction and improvement of safety can be achieved. .

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように本発明は、1回転アブソリ
ュートの分解能を高める場合にはインクリメンタル信号
の分解能を上げるだけで高分解能のアブソリュート検出
ができるコンパクトな多回転式アブソリュートエンコー
ダを実現できるものである。
As described above, the present invention can realize a compact multi-rotation absolute encoder capable of performing high resolution absolute detection only by increasing the resolution of the incremental signal when increasing the resolution of one rotation absolute. is there.

【0034】また外部ノイズによる回路誤動作の防止、
および動作の判定機能・ホストシステムへの異常伝達を
有することで機器全体としてのシステムの信頼性向上を
図ることができるものである。
Further, prevention of circuit malfunction due to external noise,
Further, by having an operation determination function and an abnormality transmission to the host system, it is possible to improve the reliability of the system as a whole device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1における多回転式アブソリュ
ートエンコーダのブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a multi-rotation absolute encoder according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例における原信号出力部のブロッ
ク図
FIG. 2 is a block diagram of an original signal output unit according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例における多回転式アブソリュー
トエンコーダの検出信号のタイミング図
FIG. 3 is a timing diagram of detection signals of the multi-rotation absolute encoder according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例における主電源投入時の1回転
アブソリュートエンコーダの動作説明図
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the one-turn absolute encoder when the main power is turned on in the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例における1回転アブソリュート
データデコータの動作説明図
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a one-turn absolute data decoder in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例における多回転カウンタのリセ
ット回路の動作説明図
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the reset circuit of the multi-rotation counter according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例2における多回転式アブソリュ
ートエンコーダのブロック図
FIG. 7 is a block diagram of a multi-rotation absolute encoder according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例におけるデータリセット確認回
路の動作説明図
FIG. 8 is an operation explanatory diagram of a data reset confirmation circuit according to the embodiment of the present invention.

【図9】従来の多回転式アブソリュートエンコーダのブ
ロック図
FIG. 9 is a block diagram of a conventional multi-rotation absolute encoder.

【図10】従来の多回転式アブソリュートエンコーダの
リセット回路の動作説明図
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of a reset circuit of a conventional multi-rotation absolute encoder.

【図11】従来のインクリメンタル式エンコーダの出力
タイミング図
FIG. 11 is an output timing chart of a conventional incremental encoder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 原信号出力部 12 デコーダ回路 13,93 多回転カウンタ 14 Z0信号発生回路 15 受信回路 16 送信データ切り替え回路 17,95 変換回路 18,94 バックアップ回路 19,96 リセット回路 20 リセット確認回路 21 発光素子 22 回転スリット板 23 受光素子 24 波形整形回路 51 ROMテーブル 91 A,B,Z出力部 92 アブソリュート信号出力部11 original signal output unit 12 decoder circuit 13, 93 multi-rotation counter 14 Z 0 signal generation circuit 15 receiving circuit 16 transmission data switching circuit 17, 95 conversion circuit 18, 94 backup circuit 19, 96 reset circuit 20 reset confirmation circuit 21 light emitting element 22 rotary slit plate 23 light receiving element 24 waveform shaping circuit 51 ROM table 91 A, B, Z output section 92 absolute signal output section

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】互いに90度位相差を有するA,B2相の
インクリメンタル信号と、A,B相のパルス数よりも少
なくかつ2個以上の基準信号Znと、Znの順序を判別
するMビットのアブソリュート信号の計3種類の信号を
出力する原信号出力部と、Mビットのアブソリュート信
号を用いてモータの1回転以上の正逆方向の回転回数を
計数する多回転カウンタと、主電源オフ時に上記多回転
カウンタ機能と、原信号出力部のMビットのうち回転回
数の正逆を判定するための2ビットのアブソリュート信
号の検出動作をさせるバックアップ回路と、Mビットの
アブソリュート信号とZn信号から1回転アブソリュー
トデータの零値に対応するZ0信号を選択するZ0信号発
生回路と、Mビットのアブソリュート信号からモータの
励磁相切り替え用コミュテーション信号とZnの順序デ
ータを生成するデコーダ回路と、上記Zn順序データと
コミュテーション信号と多回転カウンタからの計数値と
から所望の信号を選択する外部からの指令を受信する受
信回路と、この外部からの指令により所望の信号を選択
する送信データ切り替え回路と、送信データをシリアル
データとして出力する変換回路を備えた多回転式アブソ
リュートエンコーダ。
1. An incremental signal of two phases A and B having a phase difference of 90 degrees, two or more reference signals Zn less than the number of pulses of the phases A and B, and an M-bit of which discriminates the order of Zn. An original signal output section that outputs a total of three types of absolute signals, a multi-rotation counter that counts the number of rotations of the motor in one or more forward and reverse directions using an M-bit absolute signal, and the above when the main power is turned off. A multi-rotation counter function, a backup circuit for detecting the 2-bit absolute signal for determining whether the number of rotations of the original signal output section is normal or reverse, and one rotation from the M-bit absolute signal and Zn signal. Z 0 signal generation circuit that selects Z 0 signal corresponding to the zero value of absolute data, and for switching the excitation phase of the motor from the M-bit absolute signal A decoder circuit that generates a commutation signal and Zn sequence data; a receiving circuit that receives an external command to select a desired signal from the Zn sequence data, the commutation signal, and the count value from the multi-rotation counter; A multi-rotation absolute encoder including a transmission data switching circuit that selects a desired signal in response to an external command and a conversion circuit that outputs the transmission data as serial data.
【請求項2】外部からの指令を受信回路で受信し処理し
たエンコーダ初期化信号の電圧レベルが一定時間アクテ
ィブであることを検出して、多回転カウンタのデータ初
期化をするリセット回路を備えた請求項1記載の多回転
式アブソリュートエンコーダ。
2. A reset circuit for initializing data of a multi-rotation counter by detecting that a voltage level of an encoder initialization signal processed by receiving a command from the outside by a receiving circuit is active for a predetermined time. The multi-rotation absolute encoder according to claim 1.
【請求項3】外部からの指令を受信回路で受信し処理し
たエンコーダ初期化信号の電圧レベルが一定時間アクテ
ィブであることを検出して、多回転カウンタのデータ初
期化をするリセット回路と、上記データ初期化実行後の
多回転カウンタのデータが初期化されていることを検出
するリセット確認回路と、リセット確認回路の結果をエ
ンコーダ信号処理ステータスとして送信データ切り替え
回路,変換回路を介して外部へ知らせる機能を備えた請
求項1記載の多回転式アブソリュートエンコーダ。
3. A reset circuit for initializing data of a multi-rotation counter by detecting that a voltage level of an encoder initialization signal processed by receiving a command from the outside by a receiving circuit is active for a certain period of time, and A reset confirmation circuit that detects that the data of the multi-rotation counter after data initialization has been initialized, and the result of the reset confirmation circuit is sent to the outside as an encoder signal processing status via the transmission data switching circuit and conversion circuit. The multi-turn absolute encoder according to claim 1, which has a function.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006177913A (en) * 2004-12-24 2006-07-06 Denso Corp Position detecting device
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