JPH0823502B2 - Position detection device - Google Patents

Position detection device

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JPH0823502B2
JPH0823502B2 JP61274980A JP27498086A JPH0823502B2 JP H0823502 B2 JPH0823502 B2 JP H0823502B2 JP 61274980 A JP61274980 A JP 61274980A JP 27498086 A JP27498086 A JP 27498086A JP H0823502 B2 JPH0823502 B2 JP H0823502B2
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JP
Japan
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pulse
absolute
down counter
pulse generator
arm
Prior art date
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JP61274980A
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JPS63128226A (en
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富士男 小澤
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Meidensha Corp
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Meidensha Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、ロボツトやNC(数値制御装置)等において
アーム、ワークなどの絶対位置検出に用いる位置検出装
置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a position detecting device used for detecting an absolute position of an arm, a work or the like in a robot, NC (numerical control device) or the like.

B.発明の概要 本発明は、ロボツトやNC等におけるアーム、ワーク等
の絶対位置を検出する位置検出装置において、 アブソリユートエンコーダとパルスジエネレータを組
み合わせ、パルスジエネレータのパルス列をアツプダウ
ンカウンタでカウントしてアブソリユートエンコーダの
絶対位置データのLSBの分解能を高めることにより、 低価格のアブソリユートエンコーダを使用しても、パ
ルスジエネレータの分解能向上の役割分担によつて総合
分解能を高めることができるようにしたものである。
B. Outline of the Invention The present invention is a position detection device for detecting the absolute position of an arm, a work, etc. in a robot, NC, etc., combining an absolute encoder and a pulse generator, and using a pulse train of the pulse generator with an up-down counter. By increasing the LSB resolution of the absolute position data of the absolute encoder by counting, the total resolution can be improved by sharing the role of improving the resolution of the pulse generator even when using a low-cost absolute encoder. It was made possible.

C.従来の技術 産業用ロボツトやNC等において、アーム、ワーク等の
絶対位置を検出するには、位置検出用のパルスジエネレ
ータ(PG)か、アブソリユートエンコーダを用いる。
C. Conventional technology In industrial robots, NC, etc., a pulse generator (PG) for position detection or an absolute encoder is used to detect the absolute position of the arm, work, etc.

前者はパルス列をカウントするものであり、特定のア
ーム位置でのカウント値を基準として、そこからの相対
的な位置を求めている。
The former is to count the pulse train, and the relative position from the count value at a specific arm position is used as a reference.

一方、後者は、アーム回転軸に直結し、絶対位置を検
出可能としたものである。
On the other hand, the latter is directly connected to the arm rotation shaft and can detect the absolute position.

D.発明が解決しようとする問題点 しかし、前者は、装置の電源立ち上げ時にそのための
原点出しをしなければならないばかりでなく、原点リミ
ツトスイツチや原点パルスを必要とする。
D. Problems to be Solved by the Invention However, the former requires not only the origin search for starting the power supply of the apparatus but also the origin limit switch and the origin pulse.

また、後者は、高分解能とするには原理的に限界があ
り、その上高価であるといつた欠点がある。
In addition, the latter has a limit in principle for achieving high resolution, and also has a drawback that it is expensive.

なお、パルスジエネレータの場合は分解能や価格の点
では後者(アブソリユートエンコーダ)の場合より優
れ、逆にアブソリユートエンコーダの場合は原点出し、
原点リミツトスイツチ、原点パルスが不要であるといつ
た利点がある。
The pulse generator is superior to the latter (absolute encoder) in terms of resolution and price. Conversely, in the case of an absolute encoder, the origin search
The advantage is that the origin limit switch and origin pulse are unnecessary.

D.問題点を解決するための手段 本発明は、所要の回転比の伝達機構を介してモータの
回転軸と連結されたロボツトやNC等におけるアーム軸に
アブソリユートエンコーダを取付け、アーム、ワーク等
の絶対位置を検出する位置検出装置において、前記モー
タの回転軸にパルスジエネレータを取付け、そのパルス
列をアツプダウンカウンタでカウントする一方、前記ア
ブソリユートエンコーダの絶対位置データの最下位ビツ
ト(LSB)のパルス前後縁を検出する回路を設け、その
検出時点毎に前記アツプダウンカウンタをリセツトし、
アツプダウンカウンタのデータで絶対位置データの分解
能を高めるようにしたことを特徴とするものである。
D. Means for Solving the Problems The present invention is to attach an absolute encoder to an arm shaft in a robot or NC connected to a rotation shaft of a motor through a transmission mechanism of a required rotation ratio, and install an absolute encoder. In a position detection device that detects the absolute position of a pulse generator, etc., a pulse generator is attached to the rotary shaft of the motor, and while the pulse train is counted by an up-down counter, the least significant bit (LSB) of the absolute position data of the absolute encoder (LSB) is detected. ) Is provided with a circuit for detecting the leading and trailing edges of the pulse, and the up-down counter is reset at each detection time,
It is characterized in that the resolution of absolute position data is increased by the data of the up-down counter.

F.作用 パルスジエネレータのパルス列はアツプダウンカウン
タに加わり、ここでカウントされる。この場合、カウン
タには絶対位置データの最下位ビツト(LSB)のパルス
立上り、立下り時点毎にリセツトパルスが加わる。この
アツプダウンカウンタのデータは絶対位置検出に使用さ
れる。その結果、総合分解能が高くなり、正確に絶対位
置が検出される。
F. Action The pulse train of the pulse generator joins the up-down counter and is counted here. In this case, a reset pulse is added to the counter at every rising and falling edge of the least significant bit (LSB) of absolute position data. The data of the up-down counter is used for absolute position detection. As a result, the total resolution is increased and the absolute position can be accurately detected.

G.実施例 第1図〜第3図は本発明の一実施例を示すもので、第
1図は構成図、第2図は回路図、第3図はタイムチヤー
トである。
G. Embodiment FIGS. 1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram, FIG. 2 is a circuit diagram, and FIG. 3 is a time chart.

第1図において、1はアーム、2はモータ、3は前記
アーム1の軸に前記モータ2の回転力を伝達する伝達機
構で、その回転比は1:Mとする。4は前記モータ2の回
転軸に連結したパルスジエネレータで、1回転にP個の
パルスを発生する。5は前記アーム1の軸に取付けたア
ブソリユートエンコーダで、Nビツトの分解能を有す
る。
In FIG. 1, 1 is an arm, 2 is a motor, 3 is a transmission mechanism for transmitting the rotational force of the motor 2 to the shaft of the arm 1, and the rotation ratio thereof is 1: M. A pulse generator 4 is connected to the rotary shaft of the motor 2 and generates P pulses per revolution. An absolute encoder 5 is attached to the shaft of the arm 1 and has an N-bit resolution.

一方、第2図において、6はアツプダウンカウンタ、
7はCPU、8は前記エンコーダ5の絶対位置データD1
パルス立上り、立下りを検出するパルス前後縁検出回路
である。前記カウンタ6は、例えば4ビツトとし、これ
に前記パルスジエネレータ4の出力パルス列を加え、カ
ウント結果を前記CPU7に送出するようにしている。この
カウンタ6のリセツト入力端RSには前記パルス前後縁検
出回路8の出力を加えるようにしている。また、前記CP
U7には前記エンコーダ5から絶対位置データD1〜DNの最
上位ビツト(MSB)を加えるようにしている。
On the other hand, in FIG. 2, 6 is an up-down counter,
Reference numeral 7 is a CPU, and 8 is a pulse front / rear edge detection circuit for detecting the pulse rise and fall of the absolute position data D 1 of the encoder 5. The counter 6 is, for example, 4 bits, and the output pulse train of the pulse generator 4 is added thereto, and the count result is sent to the CPU 7. The output of the pulse front and rear edge detection circuit 8 is applied to the reset input terminal RS of the counter 6. Also, the CP
The U7 so that addition of the most significant bit (MSB) of the absolute position data D 1 to D N from the encoder 5.

次に、動作について述べる。必要とする分解能がN+
Kビツトとすると、Nビツトがアブソリユートエンコー
ダ5で判別され、残るKビツト(実施例では4ビツト)
はパルスジエネレータ4のパルス列がアツプダウンカウ
ンタ6でカウントされることにより判別される。但し、
パルスジエネレータ4の分解能は、アブソリユートエン
コーダ5のD1のビツトの2K-1倍以上とする。
Next, the operation will be described. The required resolution is N +
Assuming K bits, N bits are discriminated by the absolute encoder 5 and the remaining K bits (4 bits in the embodiment).
Is discriminated by the pulse train of the pulse generator 4 being counted by the up-down counter 6. However,
The resolution of the pulse generator 4 is at least 2 K-1 times the bit of D 1 of the absolute encoder 5.

即ち、パルスジエネレータ4からパルス列がアツプダ
ウンカウンタ6に入力される一方、アブソリユートエン
コーダ5の出力データ(第3図のD1,…,DN-1,DNの最上
位ビツト(MSB))がCPU7に入力される。この時、デー
タD1は検出回路8にも入力され、そのパルス立下り、立
上りが検出される。この検出時点毎にリセツトパルスが
アツプダウンカウンタ6に加わる。このカウンタ6のデ
ータQA〜QDは第3図に示すようになる。
That is, while the pulse train is input from the pulse generator 4 to the up-down counter 6, the output data of the absolute encoder 5 (the most significant bit (MSB of D 1 , ..., D N-1 , D N in FIG. 3) (MSB )) Is input to CPU7. At this time, the data D 1 is also input to the detection circuit 8 and its pulse falling edge and rising edge are detected. A reset pulse is added to the up-down counter 6 at each detection time. The data Q A to Q D of the counter 6 are as shown in FIG.

このようにアブソリユートエンコーダ5のLSBであるD
1ビツトのパルス立上りと立下りの時点でアツプダウン
カウンタ6がリセツトされることにより、D1ビツトの分
解能が高まる。この役割はパルスジエネレータ4が担つ
ていることになる。
Thus, D, which is the LSB of the absolute encoder 5
By resetting the up-down counter 6 at the rising and falling edges of the 1- bit pulse, the resolution of the D 1 -bit is improved. This role is played by the pulse generator 4.

なお、電源投入時に最下位ビツトであるKビツト(ア
ツプダウンカウンタ値)が不定になるので、これをリセ
ツトし、絶対位置を出すために、D1ビツトの1/2に相当
する角度、即ちモータ軸で2K-1のパルス分だけモータ2
を回転させるという操作が必要となるが、これは実際に
は極めて微小回転、短時間で行えるものであり、事実上
は絶対位置の検出を行つていることになる。また、総合
分解能は2N+Kビツトであり、伝達機構3の回転比(1:
M)を考慮すると、 となる。従つて、エンコーダ5は分解能の低いもの(低
価格のもの)を使用し、これに応じてパルスジエネレー
タ4の分解能を選定すればよいことになる。
When the power is turned on, the K-bit (up-down counter value), which is the lowest bit, becomes indefinite. Therefore, in order to reset this and obtain the absolute position, the angle corresponding to 1/2 of the D 1 bit, that is, the motor Motor 2 for 2 K-1 pulses on the axis
It is necessary to rotate the. However, this is actually an extremely minute rotation and can be performed in a short time, and in fact, the absolute position is detected. Also, the total resolution is 2 N + K bits, and the rotation ratio of the transmission mechanism 3 (1:
Considering M), Becomes Therefore, the encoder 5 should have a low resolution (low cost), and the resolution of the pulse generator 4 should be selected accordingly.

H.発明の効果 以上のように本発明によれば、アブソリユートエンコ
ーダとパルスジエネレータを用い、このパルスジエネレ
ータのパルス列をアツプダウンカウンタでカウントして
分解能を高めようとしたので、低価格のアブソリユート
エンコーダを使用しても総合分解能の向上が図れるとと
もに、コストの低減が可能となる。また、原点リミツト
スイツチやパルスジエネレータの原点パルスが不要とな
るので、構成や回路が簡単である。更に、アームの軸で
位置検出が可能なので、モータとアームの間の伝達機構
の精度をあまり高める必要がなくなり、製作が容易にな
るといつた利点がある。
H. Effect of the Invention As described above, according to the present invention, an absolute encoder and a pulse generator are used, and a pulse train of this pulse generator is counted by an up-down counter to improve the resolution. Even if the absolute encoder is used, the total resolution can be improved and the cost can be reduced. Further, since the origin limit switch and the origin pulse of the pulse generator are not required, the configuration and the circuit are simple. Further, since the position can be detected by the axis of the arm, it is not necessary to increase the precision of the transmission mechanism between the motor and the arm so much, and there is an advantage that the manufacturing becomes easy.

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

第1図は本発明に係る位置検出装置の一実施例を示す構
成図、第2図は実施例の回路図、第3図は動作説明のた
めのタイムチヤートである。 1……アーム、2……モータ、3……伝達機構、4……
パルスジエネレータ、5……アブソリユートエンコー
ダ、6……アツプダウンカウンタ、7……CPU、8……
パルス前後縁検出回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the position detecting device according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of the embodiment, and FIG. 3 is a time chart for explaining the operation. 1 ... Arm, 2 ... Motor, 3 ... Transmission mechanism, 4 ...
Pulse generator, 5 ... Absolute encoder, 6 ... Up-down counter, 7 ... CPU, 8 ...
Pulse front and rear edge detection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所要の回転比の伝達機構を介してモータの
回転軸と連結されたロボットやNC等におけるアーム軸に
アブソリュートエンコーダを取り付け、アーム、ワーク
等の絶対位置を検出する位置検出装置において、 前記モータの回転軸にパルスジェネレータを取り付け、
そのパルス列をアップダウンカウンタでカウントしてそ
のカウント結果をCPUに供給する一方、前記アブソリュ
ートエンコーダの絶対位置データの最下位ビット(LS
B)のパルス前後縁を検出する回路を設け、その検出回
路で検出したパルス前後縁毎に前記アップダウンカウン
タをリセットしたことを特徴とする位置検出装置。
1. A position detecting device for detecting an absolute position of an arm, a work or the like by attaching an absolute encoder to an arm shaft of a robot or NC which is connected to a rotation shaft of a motor through a transmission mechanism of a required rotation ratio. , Attaching a pulse generator to the rotary shaft of the motor,
The pulse train is counted by the up / down counter and the count result is supplied to the CPU, while the least significant bit (LS) of the absolute position data of the absolute encoder is
A position detecting device characterized in that a circuit for detecting the front and rear edges of the pulse of B) is provided, and the up-down counter is reset for each front and rear edge of the pulse detected by the detection circuit.
JP61274980A 1986-11-18 1986-11-18 Position detection device Expired - Lifetime JPH0823502B2 (en)

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