JPH07111357B2 - Encoder abnormality detection device - Google Patents
Encoder abnormality detection deviceInfo
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- JPH07111357B2 JPH07111357B2 JP63065176A JP6517688A JPH07111357B2 JP H07111357 B2 JPH07111357 B2 JP H07111357B2 JP 63065176 A JP63065176 A JP 63065176A JP 6517688 A JP6517688 A JP 6517688A JP H07111357 B2 JPH07111357 B2 JP H07111357B2
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- abnormality detection
- encoder
- pulse
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンコーダに異常があるときに、その異常
を検出するエンコーダの異常検出装置に関するものであ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an encoder abnormality detection device that detects an abnormality when the encoder has an abnormality.
従来のエンコーダ使用例を産業用ロボットについて説明
する。A conventional encoder usage example will be described for an industrial robot.
第４図（ａ）、（ｂ）は産業用ロボットの構成及びコン
トローラの内部構成図を示している。図において、ロボ
ット本体（１）は各アーム（1a）〜（1c）より構成され
コントローラ（２）により制御されるようになされ、該
コンローラ（２）は第４図（ｂ）に示す構成を備えてい
る。FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the configuration of the industrial robot and the internal configuration diagram of the controller. In the figure, the robot body (1) is composed of arms (1a) to (1c) and is controlled by a controller (2), and the controller (2) has the configuration shown in FIG. 4 (b). ing.
すなわち、ロボット（１）の駆動源としてのモータ
（６）は、ROM（3b）及びRAM（3c）を有するCPU（3a）
からの指令をサーボアンプ（４）を介して受け制御され
るようになされ、該モータ（６）に直結されたインクリ
メンタルエンコーダ（５）の出力は４逓倍回路（７）を
介してアップダウンカウンタ（８）に入力されてモータ
（６）の回転量に応じた位置及び速度が検出されバスを
介して上記CPU（3a）に与えられるようになされてお
り、このフィードバックループに基いてCPU（3a）の制
御によりロボット（１）の各アームが制御されるように
なっている。That is, the motor (6) as a drive source of the robot (1) has a CPU (3a) having a ROM (3b) and a RAM (3c).
The output of the incremental encoder (5) directly connected to the motor (6) is controlled by receiving a command from the servo amplifier (4) through an up-down counter (7). The position and speed corresponding to the amount of rotation of the motor (6) are input to 8) and are given to the CPU (3a) via the bus. Based on this feedback loop, the CPU (3a) Each arm of the robot (1) is controlled by the control of.
次に具体的動作について説明する。ロボット本体（１）
の各アーム（1a）〜（1c）はコントローラ（２）により
制御されるのであるが、各アーム（1a）〜（1c）を動か
す場合、コントローラ（２）内のCPU（3a）がサーボア
ンプ（４）に指令値を渡し、サーボアンプ（４）がモー
タ（６）に電流を流し駆動させる。この際、モータ
（６）に付けられているインクリメンタルエンコーダ
（５）がモータ（６）の回転に応じてＡ相、Ｂ相及びＺ
相パルスを出力する（ここで、Ａ相とＢ相パルスは互い
に90゜位相差を有し、回転量に応じて交互にパルスを送
出し、Ｚ相パルスは１回転毎に１パルス送出する）。こ
れを受けた４逓倍回路（７）は上記Ａ、Ｂ相パルスに基
いてモータ（６）がCW（正転）方向もしくはCCW（逆
転）方向に回転しているかを判断し、パルス入力を４逓
倍してCW方向パルス、CCW方向パルスとして出力する。
これをアップダウンカウンタ（８）がカウントし、その
カウント値をCPU（3a）が読み込むことにより、指令値
に対してどれだけ動いたかを計算し、新たな指令値をサ
ーボアンプ（４）に出すといったフィードバックループ
により、ロボットの動作制御を行っている。Next, a specific operation will be described. Robot body (1)
The respective arms (1a) to (1c) are controlled by the controller (2). However, when the respective arms (1a) to (1c) are moved, the CPU (3a) in the controller (2) moves to the servo amplifier ( The command value is passed to 4), and the servo amplifier (4) drives the motor (6) by passing a current through it. At this time, the incremental encoder (5) attached to the motor (6) responds to the rotation of the motor (6) with A phase, B phase and Z phase.
Outputs a phase pulse (Here, the A phase and B phase pulses have a 90 ° phase difference with each other, and pulses are alternately output according to the rotation amount, and one Z phase pulse is output for each rotation) . Receiving this, the quadrupling circuit (7) judges whether the motor (6) is rotating in the CW (forward rotation) direction or the CCW (reverse rotation) direction based on the A and B phase pulses, and the pulse input is set to 4 It is multiplied and output as CW direction pulse and CCW direction pulse.
The up / down counter (8) counts this, and the CPU (3a) reads the count value to calculate how much it has moved with respect to the command value, and outputs a new command value to the servo amplifier (4). Such a feedback loop controls the operation of the robot.
この際、インクリメンタルエンコーダ（５）が正常な場
合は、第５図（ａ）に示す様に、エンコーダ出力である
Ａ、Ｂ相パルスは、位相余裕:T/4±T/8を保ち出力さ
れ、４逓倍回路（７）の出力も、モータ（６）の回転方
向が一定であれば、第５図（ａ）の様にCWもしくはCCW
のみに４逓倍されたパルスが出力され、正常なフィード
バックループが形成され、ロボット（１）は正常に動作
する。At this time, if the incremental encoder (5) is normal, as shown in Fig. 5 (a), the A and B phase pulses, which are encoder outputs, are output while maintaining the phase margin: T / 4 ± T / 8. If the rotation direction of the motor (6) is constant, the output of the quadruple multiplication circuit (7) is also CW or CCW as shown in Fig. 5 (a).
A pulse that is multiplied by 4 is output only to form a normal feedback loop, and the robot (1) operates normally.
しかるに、上述した従来例において、エンコーダ（５）
に異常が起こって出力波形が第５図（ｂ）の様にＡ、Ｂ
相の片相が“H"か“L"のレベルに固定された場合、４逓
倍回路（７）の出力がモータ（６）の回転方向が一定で
あるにもかかわらず、CW、CCW方向パルスが相互に出力
されるので、アップダウンカウンタ（７）のカウントが
進まず、CPU（3a）はモータ（６）が動いてないものと
理解し、フィードバック異常が起こし、ロボット（１）
が暴走するという問題があった。However, in the above-mentioned conventional example, the encoder (5)
The output waveform is abnormal as shown in Fig. 5 (b).
When one of the two phases is fixed at "H" or "L" level, the output of the quadruple multiplication circuit (7) is CW, CCW direction pulse even though the rotation direction of the motor (6) is constant. Are output mutually, the count of up-down counter (7) does not advance, CPU (3a) understands that motor (6) is not operating, feedback abnormality occurs, robot (1)
There was a problem that was running out of control.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、エンコーダ異常による片相欠相を検出でき、
これによりロボット暴走を防ぐことができるエンコーダ
の異常検出装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and can detect a single-phase open phase due to an encoder error,
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an encoder abnormality detection device capable of preventing robot runaway.
この発明に係るエンコーダの異常検出装置は、ロボット
の駆動モータの回転量に応じて位置及び速度を検出する
為に用いられるインクリメンタルエンコーダにおいて、
その出力であるＡ、Ｂ、Ｚ相の内、位置及び速度の検出
に直接使用されるＡ、Ｂ相のいずれか一方の相の入力パ
ルスを所定回数カウントする間に他方の相のパルス入力
がないとき異常検出信号を出力する異常検出手段と、一
定時間毎に上記異常検出手段によるＡ、Ｂ相の入力パル
スのカウントをそれぞれリセットさせるリセット手段と
を備えたことを特徴とするものである。An encoder abnormality detecting device according to the present invention is an incremental encoder used for detecting a position and a velocity according to a rotation amount of a drive motor of a robot,
Of the A, B, and Z phases that are the output, the pulse input of the other phase is counted while counting the input pulse of one of the A and B phases that is directly used for position and velocity detection When there is no abnormality, an abnormality detection means for outputting an abnormality detection signal and a reset means for resetting the counts of the A and B phase input pulses by the abnormality detection means at regular time intervals are provided.
この発明に係るエンコーダの異常検出装置において、異
常検出手段により、インクリメンタルエンコーダの出力
であるＡ、Ｂ、Ｚ相の内、位置及び速度の検出に直接使
用されるＡ、Ｂ相のいずれか一方の相の入力パルスを所
定回数カウントする間に他方の相のパルス入力がないと
き異常検出信号が出力されると共に、リセット手段によ
り、上記異常検出手段によるＡ、Ｂ相の入力パルスのカ
ウントをそれぞれ一定時間毎にリセットさせることによ
って、ロボットの駆動モータがサーボロック状態にある
ときは異常検出信号の出力を阻止して誤検出を防ぐこと
を可能にする。In the encoder abnormality detection device according to the present invention, the abnormality detection means uses one of the A and B phases that are directly used to detect the position and speed of the A, B, and Z phases that are the outputs of the incremental encoder. When the input pulse of the phase is counted a predetermined number of times and the pulse of the other phase is not input, an abnormality detection signal is output, and the reset means keeps the counts of the A and B phase input pulses by the abnormality detection means constant. By resetting every time, when the drive motor of the robot is in the servo lock state, it is possible to prevent the output of the abnormality detection signal and prevent erroneous detection.
以下、この発明の一実施例を第１図〜第３図により説明
する。第１図において、第４図（ｂ）と同一部分は同一
符号を示している。しかして、この実施例におけるコン
トローラ（２）には、インクリメンタルエンコーダ
（５）の状態を監視するエンコーダ異常検出回路（９）
が設けられており、このエンコーダ異常検出回路（９）
は第２図に示すディジタル回路構成を備え、Ａ、Ｂ相パ
ルスの片相の異常をＡ、Ｂ相パルスの比較に基いて検出
するようになっている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 4 (b) have the same reference numerals. Therefore, the controller (2) in this embodiment includes an encoder abnormality detection circuit (9) for monitoring the state of the incremental encoder (5).
Is provided, and this encoder abnormality detection circuit (9)
Is equipped with the digital circuit configuration shown in FIG. 2 and detects abnormalities in one phase of the A and B phase pulses based on comparison of the A and B phase pulses.
すなわち、第２図において、（10）、（11）はそれぞれ
Ａ相とＢ相パルスを入力し、パルス入力される毎に出力
端QA〜QHから順次出力パルスを送出するシフトレジス
タ、（12）は該シフトレジスタ（10）、（11）から送出
されるQHとQA出力パルスを論理回路を介して受けこれら
に基いてエンコーダ異常検出信号を送出するＪ−Ｋフリ
ップフロップ、（13）はシフトレジスタ（10）、（11）
に一定間隔Ｔ毎にリセットパルスを送出するリセット発
生回路を示し、インクリメンタルエンコーダ（５）に、
第３図で示す様な片相欠相が起こった場合、エンコーダ
異常検出回路（９）が働いて（動作タイミングは第３図
参照）各異常シーケンス入力へ異常を知らせ、サーボア
ンプ（４）の出力を０とし、モータ（６）にブレーキを
かけ非常停止させるようになっている。次にエンコーダ
異常検出回路（９）の具体的動作を説明する（第３図参
照）。That is, in FIG. 2, (10) and (11) are shift registers for inputting A-phase and B-phase pulses, respectively, and sequentially outputting output pulses from the output terminals Q A to Q H each time a pulse is input, ( The reference numeral 12) is a JK flip-flop which receives the Q H and Q A output pulses sent from the shift registers (10) and (11) via a logic circuit and sends an encoder abnormality detection signal based on these pulses. ) Is a shift register (10), (11)
Shows a reset generation circuit that sends a reset pulse at fixed intervals T, and the incremental encoder (5)
When the one-phase open phase as shown in FIG. 3 occurs, the encoder abnormality detection circuit (9) operates (see FIG. 3 for the operation timing) to notify each abnormality sequence input of the abnormality, and the servo amplifier (4) The output is set to 0 and the motor (6) is braked to make an emergency stop. Next, a specific operation of the encoder abnormality detection circuit (9) will be described (see FIG. 3).
第２図におけるシフトレジスタ（10）、（11）は各々、
Ａ相、Ｂ相のパルスの立上りでカウントし、リセット後
カウントを始め、どちらか一方が、８回立上りを検出し
たら、Ｊ−Ｋフリップフロップ（12）にトリガをかけ
の状態を見て“L"（シフトレジスタ（10）、（11）どち
らも１回以上立上りを検出している）であれば正常と
し、シフトレジスタ（10）、（11）をリセットして再カ
ウントを始める。もしの状態を見て“H"（シフトレジ
スタ（10）、（11）のどちらか一方は一度も立上りを検
出していない）ならば、異常としてＪ−Ｋフリップフロ
ップ（12）は“H"のエンコーダ異常検出信号を出力す
る。The shift registers (10) and (11) in FIG.
Count on the rising edge of the A-phase and B-phase pulses, start counting after reset, and when either one detects the rising edge eight times, see the state of triggering the JK flip-flop (12) If "(both shift registers (10) and (11) have detected the rising edge at least once)", it is regarded as normal, and the shift registers (10) and (11) are reset to start recounting. If the state is "H" (one of the shift registers (10) and (11) has never detected a rising edge), it is judged as abnormal and the JK flip-flop (12) is "H". The encoder error detection signal of is output.
尚、異常で無くても、Ａ、Ｂ相の片方のみが、ハンチン
グしている状態はサーボロック時にはあるので、これに
よる誤検出を避ける為、リセット発生回路（13）から一
定間隔でリセットを発生させ、シフトレジスタ（10）、
（11）をクリアする機能も付加している。Even if it is not abnormal, only one of the A and B phases is hunting at the time of servo lock. Therefore, in order to avoid erroneous detection due to this, reset is generated from the reset generation circuit (13) at regular intervals. Let the shift register (10),
A function to clear (11) is also added.
以上のように、この発明によれば、異常検出手段によ
り、インクリメンタルエンコーダの出力であるＡ、Ｂ、
Ｚ相の内、位置及び速度の検出に直接使用されるＡ、Ｂ
相のいずれか一方の相の入力パルスを所定回数カウント
する間に他方の相のパルス入力がないとき異常検出信号
が出力されると共に、リセット手段により、上記異常検
出手段によるＡ、Ｂ相の入力パルスのカウントをそれぞ
れ一定時間毎にリセットさせるようにしたので、ロボッ
トの駆動モータがサーボロック状態のときに片相パルス
のみがハンチングしているときは異常検出信号の出力を
阻止して誤検出を防ぐことができ、安価な構成で、かつ
迅速な異常検出ができると共に、ロボット等の暴走を未
然に防ぐのに効果がある。As described above, according to the present invention, the abnormality detection means outputs A, B, and
A, B directly used for position and velocity detection in Z phase
When there is no pulse input of the other phase while counting the input pulse of either one of the phases for a predetermined number of times, an abnormality detection signal is output and the reset means inputs the A and B phases by the abnormality detection means. Since the pulse counts are reset at regular intervals, if the robot drive motor is in the servo lock state and only one-phase pulses are hunting, the output of the abnormality detection signal is blocked and false detection is performed. Therefore, it is possible to prevent it, has a low-cost structure, and quickly detect an abnormality, and it is also effective in preventing runaway of a robot or the like.
第１図はエンコーダ異常検出回路付駆動系を示すコント
ローラの内部構成ブロック図、第２図はエンコーダ異常
検出回路の詳細図、第３図はエンコーダ異常検出回路の
動作タイミング図、第４図（ａ）と（ｂ）は従来のロボ
ット駆動システム図とコントローラの内部構成図、第５
図（ａ）、（ｂ）はエンコーダ波形の正常波形と異常波
形を説明する波形図である。 図中、（２）はコントローラ、（５）はインクリメンタ
ルエンコーダ、（６）はモータ、（９）はエンコーダ異
常検出回路、（10）、（11）はシフトレジスタ、（12）
はＪ−Ｋフリップフロップである。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。1 is an internal block diagram of a controller showing a drive system with an encoder abnormality detection circuit, FIG. 2 is a detailed view of the encoder abnormality detection circuit, FIG. 3 is an operation timing diagram of the encoder abnormality detection circuit, and FIG. ) And (b) are conventional robot drive system diagrams and controller internal configuration diagrams,
(A) and (b) are waveform diagrams for explaining a normal waveform and an abnormal waveform of the encoder waveform. In the figure, (2) is a controller, (5) is an incremental encoder, (6) is a motor, (9) is an encoder abnormality detection circuit, (10) and (11) are shift registers, and (12).
Is a JK flip-flop. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
置及び速度を検出する為に用いられるインクリメンタル
エンコーダにおいて、その出力であるＡ、Ｂ、Ｚ相の
内、位置及び速度の検出に直接使用されるＡ、Ｂ相のい
ずれか一方の相の入力パルスを所定回数カウントする間
に他方の相のパルス入力がないとき異常検出信号を出力
する異常検出手段と、一定時間毎に上記異常検出手段に
よるＡ、Ｂ相の入力パルスのカウントをそれぞれリセッ
トさせるリセット手段とを備えたことを特徴とするエン
コーダの異常検出装置。1. An incremental encoder used for detecting a position and a speed according to a rotation amount of a drive motor of a robot, which is directly used for detecting a position and a speed among A, B and Z phases which are outputs from the incremental encoder. Abnormality detecting means for outputting an abnormality detecting signal when the input pulse of one of the A and B phases is counted a predetermined number of times and the pulse of the other phase is not input, and the abnormality detecting means at fixed time intervals. And a reset means for resetting the counts of the A-phase and B-phase input pulses respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065176A JPH07111357B2 (en) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | Encoder abnormality detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065176A JPH07111357B2 (en) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | Encoder abnormality detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239415A JPH01239415A (en) | 1989-09-25 |
| JPH07111357B2 true JPH07111357B2 (en) | 1995-11-29 |
Family
ID=13279331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63065176A Expired - Lifetime JPH07111357B2 (en) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | Encoder abnormality detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111357B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7312595B2 (en) | 2002-07-09 | 2007-12-25 | Denso Corporation | Motor control apparatus |
| JP6044591B2 (en) | 2014-05-28 | 2016-12-14 | 株式会社デンソー | Range switching control device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60154110A (en) * | 1984-01-24 | 1985-08-13 | Seiko Epson Corp | Abnormality detecting method of rotary encoder |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63065176A patent/JPH07111357B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01239415A (en) | 1989-09-25 |
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