JPH11325957A - アブソリュートコードアダプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で、インクリメンタルエンコーダ
で検出した主装置の回転データをアブソリュートコード
データに変換して制御装置に送信するアブソリュートコ
ードアダプタを提供する。 【解決手段】 主装置の回転状況を監視するインクリメ
ンタルエンコーダの検出信号を主装置の制御装置に送信
するデータ送信回路に配置されるアブソリュートコード
アダプタであって、インクリメンタルエンコーダ２の検
出信号を受信するデータレシーバ４と、データレシーバ
４で受信したインクリメンタル信号をアブソリュートデ
ータと多回転データに変換するアブソデータ変換回路５
と、このアブソリュートデータおよび多回転データをパ
ラレルポートまたはシリアルポートを介して主装置の制
御装置に送る中央演算装置（ＣＰＵ）８とを有するこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アブソリュートコ
ードアダプタに係り、特に、主装置の回転状況を監視す
るインクリメンタル型エンコーダをアブソリュート型エ
ンコーダとして機能させることができるアブソリュート
コードアダプタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転機器または装置の回転状況を監視す
るエンコーダは、インクリメンタル型エンコーダとアブ
ソリュート型エンコーダとに大別される。インクリメン
タルエンコーダの検出信号は、Ａ相信号、Ｂ相信号およ
びＺ相信号からなり、前記Ａ相信号とＢ相信号には波形
位相に所定の差が設けられており、出力波形の位相関係
を検出することで主装置の回転方向を検知することがで
きる。Ｚ相信号は主装置の回転の基準位置を示す信号で
ある。すなわちインクリメンタルエンコーダは、一回転
の位置の必要分解能に相当する数値の信号を記憶し、こ
れを読み出すことで回転位置を知り、基準位置からカウ
ントされた信号数で回転位置を検出するものであり、構
造が比較的簡単で安価ではあるが、電源を投入してか
ら、エンコーダが基準位置を通過するまでの間は正確な
回転位置を知ることができないという欠点がある。

【０００３】一方、アブソリュートエンコーダは回転位
置をコード化して読むために、常に回転位置の絶対値を
知ることができる。しかしながらアブソリュートエンコ
ーダは、一回転当たりの回転位置の分解能に相当する数
値を出力するために、例えば２進符号で回転位置を表現
する場合、一回転の分解能をＮとするとＮ＝２^P を満た
すＰ個の信号を同時に直列または並列に取り出す必要が
ある。従って、例えば回転する円板に、例えば光学的ま
たは磁気的に信号を読み出すためのコード情報が記憶さ
れているが、Ｐ個の信号を用いるということは、前記光
学的または磁気的読み取り手段を並列にＰ個配列しなけ
ればならず、きわめて微細なピッチで記憶されている２
進符号をＰ個の読み出し手段で同時にかつ十分な精度を
もって読み出すことは容易なことではない。また、Ｐ個
の読み出し素子には、対応する読み出し増幅器や波形成
形回路が必要となるために装置全体が大型化し、これを
実装するための空間を確保するのが困難であるばかり
か、原価的にも高価なものとなるという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決し、構造が比較的簡単で、イン
クリメンタルエンコーダで検出した主装置の回転データ
をアブソリュートコードデータに変換し、絶対信号とし
て前記主装置の制御装置に送信することができるアブソ
リュートコードアダプタを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求する発明は、以下のとおりである。 （１）主装置の回転状況を監視するインクリメンタルエ
ンコーダの検出信号を前記主装置の制御装置に送信する
データ送信回路に配置されるアブソリュートコードアダ
プタであって、前記インクリメンタルエンコーダの検出
信号を受信するデータレシーバと、該データレシーバで
受信したインクリメンタル信号をアブソリュートデータ
と多回転データに変換するアブソデータ変換回路と、該
アブソリュートデータおよび多回転データをパラレルポ
ートまたはシリアルポートを介して前記主装置の制御装
置に送信する中央演算装置（ＣＰＵ）を有することを特
徴とするアブソリュートコードアダプタ。 （２）前記主装置の電源が切断された非可動時に、前記
インクリメンタルエンコーダに間欠的に電源を供給する
電源制御回路を有することを特徴とする上記（１）に記
載のアブソリュートコードアダプタ。

【０００６】（３）前記中央演算装置（ＣＰＵ）が、前
記主装置の非可動時に前記インクリメンタルエンコーダ
が検出した主装置の回転異常信号を記憶し、前記主装置
の電源投入時に該主装置の制御装置に出力する電気的消
去可能な読み出し専用メモリー（ＥＥＰＲＯＭ）を備え
ていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載
のアブソリュートコードアダプタ。 （４）前記中央演算装置（ＣＰＵ）が、前記主装置の非
可動時に対応してスリープモードを形成するスリープモ
ード回路を有することを特徴とする上記（１）〜（３）
の何れかに記載のアブソリュートコードアダプタ。 （５）前記データレシーバで受信した信号を、直接主装
置の制御装置にバイパスするバッファー回路を有するこ
とを特徴とする上記（１）〜（４）に記載のアブソリュ
ートコードアダプタ。

【０００７】本発明のアブソリュートコードアダプタ
は、監視目的の主装置に実装されたインクリメンタルエ
ンコーダと前記主装置の制御装置とを結ぶ通信回路内に
配置され、前記インクリメンタルエンコーダで検出した
主装置の回転信号（インクリメンタル信号）をアブソリ
ュート信号に変換して主装置の制御装置に送信するもの
である。

【０００８】本発明のアブソリュートコードアダプタ
は、インクリメンタルエンコーダからの信号を受信する
データレシーバと、該データレシーバで受信した信号を
アブソリュートデータと多回転データに変換するアブソ
データ変換回路と、該アブソリュートデータおよび多回
転データをパラレルポートまたはシリアルポートを介し
て絶対信号として主装置の制御装置に送信する中央演算
装置（ＣＰＵ）とから主として構成される。

【０００９】本発明において主装置とは、インクリメン
タルエンコーダが実装される回転機器または回転部を有
する機器であって、例えばマシーニングセンタのテーブ
ル駆動部等が挙げられる。本発明においてデータレシー
バは、インクリメンタルエンコーダからの信号を受信し
てアブソデータ変換回路に送信するもので、レシーバ部
分をそれぞれ対応させることで、インクリメンタルエン
コーダから送信されてくる受信信号を特に限定する必要
がなくなり、電源出力（ＴＴＬ出力）、オープンコレク
タ出力、ラインドライバー出力、トーテムポール出力、
ＰＮＰ出力の何れにも対応することができるようにな
る。データレシーバの対応最高パルスは、例えば２００
００Ｐ／Ｒ（１５ＢＩＴＳ）である。

【００１０】アブソデータ変換回路は、データレシーバ
で受信したインクリメンタルエンコーダからのインクリ
メンタルデータをアブソリュートデータに変換する回路
である。例えば、Ｚ信号を起点としインクリメンタルデ
ータを計数して１回転内の回転位置を正確に計数する。
複数の回転をしたことは、Ｚ信号を計数することで記録
される。位相Ａの信号と、位相Ｂの信号の位相を比較す
ることで回転方向が判別され、例えば、正回転をする場
合は、回転データは加算され、負の方向に回転する場合
は、回転データは減算される。回転位置データは、例え
ば１５ビットのアブソリュートデータ記録メモリに記録
され、Ｚ位相信号位置でメモリはリセットされる。累積
回転数も同様に回転方向を判別し、正回転は加算し、負
の方向の回転数は減算して、例えば１６ビットの多回転
メモリに記憶される。

【００１１】中央演算装置（ＣＰＵ）は、本発明である
アブソリュートコードアダプタの主要部をなすもので、
主装置の非可動時にインクリメンタルエンコーダが検出
した回転位置信号を記憶し、主装置の電源投入時に該主
装置の制御装置に出力する、電気的消去可能な読み出し
専用メモリー（ＥＥＰＲＯＭ）を備えている。またＣＰ
Ｕは、前記主装置の非可動時に対応してスリープモード
に突入するスリープモード回路を有する。スリープモー
ドとは、メモリのみが生かされる程度に電源電圧を落と
し、呼ばれたときに立ち上がるのに必要な電源のみが供
給される状態をいう。このスリープードは、通常、主装
置に再び電源が投入されるまで継続される。

【００１２】アブソリュートコードアダプタと主装置の
制御装置との間の通信は、任意に選択できる、シリアル
通信またはパラレル通信によって行われる。シリアル通
信における通信モード、例えば通信速度、データ長、パ
リティーなどは適宜設定され、ＣＰＵ内に設けられたＥ
ＥＰＲＯＭ（電気的消去可能な読み取り専用メモリ）に
記憶される。シリアル通信モードは、例えばＲＳ２３２
Ｃの仕様による全二重通信であって、出力データとして
は、１回転位置データ、多回転データ、回転速度デー
タ、ユニットステータスデータ等を出力することができ
るが、どのデータを出力するかは主装置の制御装置から
の要求によって決定される。例えば常時、一回転位置デ
ータを出力し、外部からのユニットのモード切換え入力
信号ＰＩＮにＨＩＧＨレベルが加わった時だけ多回転デ
ータを出力するようにすることもできる。

【００１３】一方、パラレル通信モードでは、１回転ア
ブソデータ（１５ＢＩＴＳ）、多回転アブソデータ（２
０ＢＩＴＳ）およびバッテリーステータスデータ（１信
号）が出力される。本発明において、主装置の電源が切
断された、主装置の非可動時に、インクリメンタルエン
コーダに間欠的に電源電圧を供給する電源制御回路を設
けることが好ましい。これによって主装置の非可動時に
も主装置の回転異常を監視することができる。間欠的に
供給される電源の供給間隔は、例えば１／１００〜１／
１０００秒周期とされる。この間欠供給周期は、電源が
切断されている主装置の回転機等が回転する可能性のあ
る最大回転速度におけるインクリメンタルコードの周期
よりも十分に短くされる。

【００１４】本発明のアブソリュートコードアダプタの
電源としては、例えば外部バッテリと内部バッテリが用
意され、ダイオードによって切り分けられた電圧の高い
方の電源が使用される。内部バッテリとしては、例えば
ニッカド二次電池が好適に使用される。本発明におい
て、インクリメンタルエンコーダの出力を検出する際、
読み取りゲート回路を設け、例えばエンコーダ信号がな
い、無信号時にゲートを開け、信号が入力されるとゲー
トを閉めるようにすることが好ましい。これによってカ
ウント数の誤検出を防止することができる。

【００１５】本発明において、データレシーバで受信し
たインクリメンタル信号を、そのまま主装置の制御装置
にバイパスするバッファー回路を設けることが好まし
い。これによって主装置の回転量を相対変化量として検
出することが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例によりさら
に詳細に説明する。図１は、本発明のアブソリュートコ
ードアダプタの一実施例を示す装置構成図である。図に
おいて、主装置（図示省略）に実装されたインクリメン
タルエンコーダ２と該インクリメンタルエンコーダ２の
制御装置３とを結ぶ通信回路内に、アブソリュートコー
ドアダプタ（以下、単にコードアダプタということがあ
る）１が設けられている。このコードアダプタ１は、イ
ンクリメンタルエンコーダ２の検出信号を受信するデー
タレシーバ４と、該データレシーバ４で受信したインク
リメンタル信号をアブソリュートデータと多回転データ
に変換するアブソデータ変換回路５と、該アブソデータ
変換回路５で得られたアブソリュートデータを記憶する
回転位置メモリ６および多回転データを記憶する累積回
転数メモリ７と、該両メモリ６および７に記憶されたデ
ータをパラレルポート１１またはシリアルポート１２を
介して前記主装置の制御装置３に送る中央演算装置（Ｃ
ＰＵ）８と、前記主装置の可動時に内部バッテリ９また
は外部バッテリからの電源をインクリメンタルエンコー
ダ２に供給するとともに、主装置の非可動時には間欠的
供給に切り換える電源制御回路１０とから主として構成
されている。１３は、主電源と補助電源である内部また
は外部のバッテリ電源に切り換える切換え回路、１４
は、データレシーバ４で受信したインクリメンタルデー
タを直接主装置の制御装置３にバイパスさせるバッファ
ー回路、１５は、制御機と交信するトランシーバであ
る。

【００１７】このような構成において、主装置に実装さ
れたインクリメンタルエンコーダ２は、主装置の回転状
態を監視し、該主装置の回転方向を感知するためのＡ相
信号およびＢ相信号と、回転の基準位置を知るためのＺ
相信号を発信する。発信されたＡ、ＢおよびＺ相信号は
アダプタ１のデータレシーバ４で受信され、主として前
記Ｚ相信号に基いてインクリメンタルデータが読み取ら
れる。読み取られたインクリメンタルデータはアブソデ
ータ変換回路５に送られ、ここで、例えば１５ビットの
アブソリュートデータと１６ビットの多回転データに変
換される。変換によって得られた前記１５ビットのアブ
ソリュートデータと１６ビットの多回転データはそれぞ
れ回転位置メモリ６および累積回転数メモリ７を経て、
ＣＰＵ８により、累積回転数情報が１６ビットの直列ま
たは並列信号として、回転位置情報が１５ビットの直列
または並列信号としてパラレルポート１１またはシリア
ルポート１２を介して前記主装置の制御装置３に送ら
れ、主装置の回転状況が絶対信号として検出される。

【００１８】一方、前記主装置の電源が切断された非可
動時には、インクリメンタルエンコーダ２が、前記主装
置の回転によって検出されるはずのＡ相信号およびＢ相
信号のパルスが一定時間、例えば１／１０秒以上検出さ
れないことを感知し、これをコードアダプタ１のコード
レシーバ４に送信し、この非可動信号はアブソ変換回路
５を経てＣＰＵ８に伝達される。このようにして主装置
の非可動状態を確認したＣＰＵ８においては、スリプモ
ード回路がはたらき、メモリのみを生かす程度まで電源
電圧を落としたスリープ状態に入る。また、このときＣ
ＰＵ８は電源制御回路１０に主装置が非回転状態である
ことを伝達する。主装置の非回転状態を確認した電源制
御回路１０は、インクリメンタルエンコーダ２のへの電
源を一旦オフし、例えば１／１００〜１／１０００秒間
隔で電源を供給する間欠供給状態に入る。

【００１９】間欠的に電源が供給される間欠動作状態の
インクリメンタルエンコーダ２は、非回転状態の主装置
の回転状態（停止状態）を監視し、主装置が何らかの作
用、例えば人為的な力によって回転されると、その回転
に応じたＡ相信号、Ｂ相信号およびＺ相信号のパルスを
検出し、異常回転信号（インクリメンタルデータ）とし
てコードアダプタ１のデータレシーバ４に送信する。こ
のデータレシーバ４で受信された異常回転信号はアブソ
変換回路５に伝達され、ここで、前記と同様、例えば１
５ビットのアブソリュートデータと１６ビットの多回転
データに変換され、それぞれ回転位置メモリ６および累
積回転数メモリ７に蓄積され、累積回転数情報が１６ビ
ットの直列または並列信号として、また回転位置情報が
１５ビットの直列または並列信号としてそれぞれＣＰＵ
８内の図示省略したＥＥＰＲＯＭにエラーフラッグとし
て記憶される。ＥＥＰＲＯＭに蓄積されたエラーフラッ
グは、主装置の電源が再度投入されたときＥＥＰＲＯＭ
から出力され、ＣＰＵ８によってパラレルポート１１ま
たはシリアルポート１２を介して前記主装置の制御装置
３に送られ、非可動時に主装置の異常回転があったこと
が絶対値として検出され、主装置の回転状況を必要に応
じて元に戻したのち、再起動後の回転が開始される。

【００２０】本実施例によれば、インクリメンタルエン
コーダ２で検出したインクリメンタルデータをアブソデ
ータ変換回路５によってアブソリュートデータに変換し
たのち、ＣＰＵ８によって主装置の制御装置に送信する
ことにより、インクリメンタルエンコーダをアブソリュ
ートエンコーダとして機能させて主装置の絶対回転位置
を検出することができる。本実施例のアブソリュートコ
ードアダプタは、構造が比較的単純で、かつ安価であ
る。

【００２１】本実施例によれば、主装置の非可動時に内
部バッテリ９からの電源を電源制御回路１０によってイ
ンクリメンタルエンコーダ２に間欠的に供給するように
したことにより、少ない消費電力で、非可動状態の主装
置の異常回転を検出することができる。これによって主
装置の再起動時の起動修正が容易となる。本実施例によ
れば、内部バッテリとして、例えば二次電池を内蔵して
いることから自動運転が可能となり、保守点検が容易で
ある。また小型電池で長時間、例えば２４時間のバック
アップが可能となる。

【００２２】本実施例において、内部バッテリとしては
二次電池、例えばニッカド（Ｎｉｃｄ）二次電池が使用
され、トリクル充電される。電圧電源の切断および電池
電圧の低下はＣＰＵ８によって常時監視される。本実施
例において、ＣＰＵ８のＥＥＰＲＯＭに記録されたアブ
ソリュートデータ、多回転データおよびエラーフラッグ
は外部からのリセット信号によってリセットすることが
できる。

【００２３】本実施例において、シリアル通信におけ
る、コードアダプタ１から主装置の制御装置３への通信
速度、パリティー・データ長等の通信情報は適宜設定さ
れてＣＰＵ８のＥＥＰＲＯＭに記憶される。なお、シリ
アル通信のリセットコマンドにより、外部リセット信号
と同じ動作をさせることができる。

【００２４】

【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、イ
ンクリメンタルエンコーダの検出信号を受信するデータ
レシーバと、該データレシーバで受信したインクリメン
タル信号をアブソリュートデータと多回転データに変換
するアブソデータ変換回路と、該アブソデータ変換回路
で得られた前記アブソリュートデータを絶対信号として
主装置の制御装置に送る中央演算装置（ＣＰＵ）を有す
ることにより、インクリメンタルエンコーダをアブソリ
ュートエンコーダとして機能させ、主装置の絶対回転位
置を検出することができる。

【００２５】本願の請求項２記載の発明によれば、主装
置の電源が切断された非可動時に、インクリメンタルエ
ンコーダに間欠的に電源を供給する電源制御回路を有す
ることにより、上記発明の効果に加え、少ない消費電力
で非可動状態の主装置の回転異常を検出することができ
る。本願の請求項３記載の発明によれば、中央演算装置
（ＣＰＵ）が電気的消去可能な読み出し専用メモリー
（ＥＥＰＲＯＭ）を有することにより、上記発明の効果
に加え、主装置の非可動時にインクリメンタルエンコー
ダが検出した回転異常信号を一旦記憶し、主装置の電源
投入時に制御装置に出力して異常回転に対処することが
できる。

【００２６】本願の請求項４記載の発明によれば、中央
演算装置（ＣＰＵ）が、主装置の非可動時に対応してス
リープモードを形成するスリープモード回路を有するこ
とにより、上記発明の効果に加え、消費電力を極力少な
くすることができる。本願の請求項５記載の発明によれ
ば、データレシーバで受信した信号を、主装置の制御装
置にバイパスさせるバッファー回路を有することによ
り、上記発明の効果に加え、必要に応じて主装置の回転
の変化量を相対信号として検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す装置系統図。

【符号の説明】

１…アブソリュートコードアダプタ、２…インクリメン
タルエンコーダ、３…主装置の制御装置、４…データレ
シーバ、５…アブソデータ変換回路、６…回転位置メモ
リ、７…累積回転数メモリ、８…中央演算装置（ＣＰ
Ｕ）、９…内部バッテリ、１０…電源制御回路、１１…
パラレルポート、１２…シリアルポート、１３…切換回
路、１４…バッファー回路、１５…トランシーバ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主装置の回転状況を監視するインクリメ
   ンタルエンコーダの検出信号を前記主装置の制御装置に
   送信するデータ送信回路に配置されるアブソリュートコ
   ードアダプタであって、前記インクリメンタルエンコー
   ダの検出信号を受信するデータレシーバと、該データレ
   シーバで受信したインクリメンタル信号をアブソリュー
   トデータと多回転データに変換するアブソデータ変換回
   路と、該アブソリュートデータおよび多回転データをパ
   ラレルポートまたはシリアルポートを介して前記主装置
   の制御装置に送る中央演算装置（ＣＰＵ）とを有するこ
   とを特徴とするアブソリュートコードアダプタ。
2. 【請求項２】 前記主装置の電源が切断された非可動時
   に、前記インクリメンタルエンコーダに間欠的に電源を
   供給する電源制御回路を有することを特徴とする請求項
   １記載のアブソリュートコードアダプタ。
3. 【請求項３】 前記中央演算装置（ＣＰＵ）が、前記主
   装置の非可動時に前記インクリメンタルエンコーダが検
   出した回転異常信号を記憶し、前記主装置の電源投入時
   に該主装置の制御装置に出力する電気的消去可能な読み
   出し専用メモリー（ＥＥＰＲＯＭ）を備えているこを特
   徴とする請求項１または２に記載のアブソリュートコー
   ドアダプタ。
4. 【請求項４】 前記中央演算装置（ＣＰＵ）が、前記主
   装置の非可動時に対応してスリープモードを形成するス
   リープモード回路を有することを特徴とする請求項１〜
   ３の何れかに記載のアブソリュートコードアダプタ。
5. 【請求項５】 前記データレシーバで受信した信号を、
   直接主装置の制御装置にバイパスさせるバッファー回路
   を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載
   のアブソリュートコードアダプタ。