JPH10253392A - エンコーダ - Google Patents

エンコーダ

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JPH10253392A
JPH10253392A JP7090397A JP7090397A JPH10253392A JP H10253392 A JPH10253392 A JP H10253392A JP 7090397 A JP7090397 A JP 7090397A JP 7090397 A JP7090397 A JP 7090397A JP H10253392 A JPH10253392 A JP H10253392A
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JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
encoder
signal processing
processing circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP7090397A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Uchida
裕之 内田
Mitsuyuki Taniguchi
満幸 谷口
Hiromichi Horiuchi
弘通 堀内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP7090397A priority Critical patent/JPH10253392A/ja
Publication of JPH10253392A publication Critical patent/JPH10253392A/ja
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンコーダの性能を簡単に変更できるように
する。 【解決手段】 エンコーダ1の回路をセンサ信号検出増
幅回路2と信号処理回路3に分離する。センサ信号検出
増幅回路2は、被検出体の移動をセンサで検出し該検出
信号の90度位相のずれた2相のアナログ信号を増幅す
る。信号処理回路3はセンサ信号検出増幅回路2から出
力されるほぼ90度位相のずれた2相のアナログ信号の
振幅、位相、歪み等を補正する回路、アナログ信号をデ
ジタル変換するA/D変換回路、1周期内の内挿位置を
算出する内挿回路等を有する。信号処理回路3をモジュ
ール基板やカードICで構成しエンコーダ1に対して着
脱自在とする。分解能、精度さらにはインタフェースの
異なる信号処理回路3を複数用意し、選択的に信号処理
回路3を用いることによって分解能、精度等性能の異な
るエンコーダを簡単に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置、速度等を検
出するエンコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】回転軸の回転位置や速度、直線移動物の
移動位置、速度等を検出する光学式、磁気式エンコーダ
等は、被検出体の移動を検出するセンサ部からほぼ90
度位相のずれた正弦波もしくは三角波等のアナログ信号
を信号処理回路により、該信号処理回路内に設けられた
A/D変換器でデジタル信号に変換し、一方を他方で除
して周期的に変化する1周期内の内挿位置を求めてい
る。例えば、センサから出力される信号が90度位相が
ずれたA相信号ksinθ、B相信号kcosθとし、
この信号をデジタル信号に変換した値がA相信号がV
a、B相信号がVbであったとすると、 Va/Vb=ksinθ/kcosθ=tanθ であり、θ=tan-1(Va/Vb)として、1周期内
の内挿位置が求められる。さらに、信号処理回路では、
センサから検出される信号に直流成分が重畳しているこ
とがあるから、この直流成分の影響を除去するためにオ
フセット補正を行なったり、又、2つのアナログ信号の
振幅が異なったり、位相が90度からずれていたり、波
形に歪み等があると正確な内挿位置が得られなくなるこ
とから、振幅補正、位相補正、歪み補正等を行なってい
る。さらには、アナログ信号レベル等の信号レベルが低
く、正確な内挿位置信号が得られないような場合にはア
ラーム信号を発生する回路も有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のエンコーダは上
述したセンサからの信号を増幅する等のアナログ信号の
状態での処理と、該アナログ信号からデジタル信号に変
換して1周期内の内挿位置までのデジタルの位置信号出
力する信号処理回路が一体的に設けられている。
【0004】そのため、このエンコーダからの信号を利
用する装置の制御装置、例えば、工作機械の制御装置等
を変更するような場合、変更しようとする新たな制御装
置が、変更前の制御装置よりも精度の高い位置情報等を
必要とする場合にも、エンコーダを精度の高い性能の良
いエンコーダと交換する必要がある。しかし、エンコー
ダを交換するとなれば、その分、時間と労働を要旨、コ
ストもかかることになる。
【0005】そこで、本発明は、性能を簡単に変更でき
るエンコーダを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、センサから出
力される被検出体の移動に応じて周期的に変化するほぼ
90度位相のずれた2相のアナログ信号を、信号処理し
てデジタル信号による検出位置を出力するエンコーダに
おいて、上記信号処理を行なう信号処理回路を該エンコ
ーダに着脱自在に装着するようにした。特に、上記信号
処理回路を該エンコーダを利用する制御装置側に着脱自
在に設け、上記2相のアナログ信号を上記制御装置に設
けられた信号処理回路に入力するようにした。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態のエ
ンコーダのブロック図である。
【0008】本発明は、エンコーダ1を、被検出体の移
動に応じてセンサから出力される周期的に変化するほぼ
90度位相のずれた2相のアナログ信号を増幅するまで
のセンサ信号検出増幅回路2と、該2つのアナログ信号
から1周期内の内挿位置を示すデジタル信号を得るまで
の信号処理回路3に分離し、この信号処理回路3をエン
コーダ本体に着脱自在にしている。
【0009】センサ信号検出増幅回路2は、被検出体の
移動を光学的、磁気的もしくはその他の方法(静電気容
量による)にるセンサによって検出し、sin波、co
s波等のほぼ90度位相のずれた2相のアナログ電気信
号を得て、該電気信号を増幅するまでの回路である。
【0010】信号処理回路3は、90度位相のずれた2
つのアナログ信号、例えば、sin信号と、cos信号
の振幅、位相、歪みを補正する回路、アナログ信号の振
幅レベルが小さいときにアラーム信号を出力するアラー
ム回路、sin信号、cos信号をデジタル変換するA
/D変換回路、変換された2つの信号より1周期内の内
挿位置を算出する内挿回路、制御装置4の制御回路5と
の接続のためのインタフェース回路等を備えている。
【0011】そして、この信号処理回路3は、1つもし
くは複数のモジュール基板で構成するか、カードICで
構成すると共に、分解能、精度、各種補正機能、アラー
ムレベル、インタフェースの異なるものが複数用意され
ている。即ち、A/D変換回路の分解能(出力ビット
数)を変えることによってエンコーダとしての分解能が
変り精度が変る。上述した各種補正機能を変えることに
よってもエンコーダの精度が変る。そこで、高分解能で
高精度の高性能の信号処理回路3から、低分解能で精度
も低い低コストの信号処理回路3までの性能の異なり、
かつ、各種制御装置に接続可能にするためにインタフェ
ースの異なる信号処理回路3を複数用意しておく。
【0012】センサ信号検出増幅回路2は、エンコーダ
1において、性能の善し悪しに関係なく必要な回路であ
り、エンコーダ1の性能に関係なく共通の回路である。
しかし、信号処理回路3は、上述したように、エンコー
ダ1の分解能、精度、制御装置とのインタフェース等に
よって異なり、この信号処理回路3を変えることによっ
て、エンコーダ1の性能が決まる。
【0013】本発明においては、この信号処理回路3を
エンコーダ1に対して着脱自在にし、性能の異なる複数
の信号処理回路3をモジュール基板もしくはカードIC
で構成したから、装着する信号処理回路3の性能によっ
て、性能の異なるエンコーダとなる。そのため、該エン
コーダを利用する制御装置4が必要な分解能、精度に応
じて信号処理回路3を選択し装着すればよい。また、制
御装置4を変更した場合でも、該制御装置4が必要とす
る分解能と精度を有し、該制御装置4の制御回路5のイ
ンタエースにあった信号処理回路3を選択し装着すれば
よい。
【0014】図3は、信号処理回路3の着脱方法の一例
を示す本発明のエンコーダの一実施形態である。10
は、光学的、磁気的その他の方法による被検出体の移動
を検出するセンサで、12はエンコーダの回路基板であ
る。回路基板12はコネクタ14を有し、信号処理回路
3を有するモジュール基板13が該コネクタ14に装着
自在となっている。センサ10からのほぼ90度位相の
ずれたアナログ信号は回路基板12に入力され、該回路
基板12に設けられた増幅回路等によって増幅されコネ
クタ14を介してモジュール基板13の信号処理回路3
に入力される。信号処理回路3は上述したように、振
幅、位相、歪み補正を行なうと共に、A/D変換し、か
つ1周期内を内挿してデジタルの位置信号を出力する。
【0015】このデジタルの位置信号は、コネクタ1
4、回路基板12を介して出力され、制御装置2の制御
回路5に入力されることになる。
【0016】なお、この図3に示す例では、エンコーダ
1の回路を1枚の回路基板12で構成し、該回路基板1
2に信号処理回路3のモジュール基板13を着脱自在に
した。しかし、センサ10から出力される2相のアナロ
グ信号の増幅回路等は、センサ10と一体的に構成され
ることから、センサ10と共に配設される。そしてセン
サ10は移動を検出しようとする被検出体、例えばモー
タに配設される。そのため、上述した図3のようにセン
サと一体的な基板12に対して、信号処理回路3を具備
するモジュール基板13を着脱させるには、モータ等の
被検出体の配設場所によっては、操作性、保守性が悪く
なり、信号処理回路3のモジュール基板13の変更が難
しくなる。
【0017】この操作性、保守性を改善するには、を信
号処理回路3を有するモジュール基板13を装着するコ
ネクタ14のみを操作性のよい場所(例えば装置、機械
の全面)に配置するようにすればよい。
【0018】図2、図4は、上述した操作性、保守性を
優先し、信号処理回路3を該エンコーダ1を利用する制
御装置4側に設けた第2の実施形態である。
【0019】この第2の実施形態においては、エンコー
ダ1の本体にはセンサ信号検出増幅回路2しか設けられ
ていない。エンゴータ1を構成する信号処理回路3は制
御装置4側に設けられている。その結果、エンコーダ1
からは図2、図4に示すように、センサからの信号を増
幅した2相のアナログ信号が出力され、制御装置4内に
設けられ信号処理回路3に該アナログ信号は入力され、
前述した振幅、位相、歪み等の補正処理が行われると共
に、A/D変換及び1周期内の内挿処理がなされデジタ
ル信号の位置信号が制御装置4の制御回路5に出力され
る。
【0020】図4で示す例では、信号処理回路3をカー
ドIC20で構成し、制御装置4に該カードICの挿入
口21を設けて、カードIC20を制御装置4内の制御
回路5に設けたコネクタに接続できるようにしている。
【0021】エンコーダ本体1内のセンサ信号検出増幅
回路2から出力されたアナログ信号は、装着されたカー
ドIC20の信号処理回路3に入力され、上述した処理
がなされデジタル信号の位置信号が制御装置4の制御回
路5に出力されることになる。そして、分解能や精度、
アラームレベルの異なる複数のカードIC20を予め用
意しておき、必要に応じて該カードIC20を選択的に
使用することによって、性能の異なるエンコーダを得る
ことができる。ただしこの場合には、同一の制御装置4
において使用するものであるから、どのカードIC20
も該制御装置4と合う同一のインタフェースを有するも
のとなる。
【0022】この図4で示した例では、信号処理回路3
をカードIC20で構成したが、図3に示すように、信
号処理回路3をプリント基板等で構成し、制御装置4内
の制御回路内に設けたコネクタに装着するようにしても
よい。
【0023】この図4で示す実施形態では、エンコーダ
1のセンサ信号検出増幅回路3から制御装置4の信号処
理回路3までをアナログ信号で送信するようにしたこと
から、図1,図3の実施形態のエンコーダ1と制御装置
4間をデジタル信号で送信する場合と比較し、ノイズに
弱いという問題があるが、オペレータが通常操作する制
御装置4側で信号処理回路を変更できるという保守、操
作性の良さがある。
【0024】
【発明の効果】本発明は、エンコーダにおいて、信号を
検出する回路部分と、信号処理してデジタル信号を得る
信号処理回路の部分を分離し、信号処理回路を交換可能
としたから、必要に応じて該信号処理回路の部分のみを
交換すれば、性能の異なったエンコーダを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態をのブロック図であ
る。
【図2】本発明の第2の実施形態をのブロック図であ
る。
【図3】同第1の実施形態におけるエンコーダの例であ
る。
【図4】同第2の実施形態におけるエンコーダの例であ
る。
【符号の説明】
1 エンコーダ 2 センサ信号検出増幅回路 3 信号処理回路 4 制御装置 5 制御回路 10 センサ 12 回路基板 13 モジュール基板 14 コネクタ 20 カードIC

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサから出力される被検出体の移動に
    応じて周期的に変化するほぼ90度位相のずれた2相の
    アナログ信号を、信号処理してデジタル信号による検出
    位置を出力するエンコーダにおいて、上記信号処理を行
    なう信号処理回路が該エンコーダ本体に着脱自在に装着
    されたエンコーダ。
  2. 【請求項2】 センサから出力される被検出体の移動に
    応じて周期的に変化するほぼ90度位相のずれた2相の
    アナログ信号を、信号処理してデジタル信号による検出
    位置を出力するエンコーダにおいて、上記信号処理を行
    なう信号処理回路を該エンコーダを利用する制御装置側
    に着脱自在に設け、上記2相のアナログ信号を上記制御
    装置に設けられた信号処理回路に入力するようにしたエ
    ンコーダ。
JP7090397A 1997-03-10 1997-03-10 エンコーダ Pending JPH10253392A (ja)

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JP7090397A JPH10253392A (ja) 1997-03-10 1997-03-10 エンコーダ

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Legal Events

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000516