JPS60190810A - Pulse encoder - Google Patents

Pulse encoder

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Publication number
JPS60190810A
JPS60190810A JP4482084A JP4482084A JPS60190810A JP S60190810 A JPS60190810 A JP S60190810A JP 4482084 A JP4482084 A JP 4482084A JP 4482084 A JP4482084 A JP 4482084A JP S60190810 A JPS60190810 A JP S60190810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation
light
slit
group
plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP4482084A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ishida
宏 石田
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
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Publication of JPS60190810A publication Critical patent/JPS60190810A/en
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to monitor the number of rotation accurately, by providing an optical detecting device, which detects the rotary angle within one rotation, so as to face against a code plate, and counting the number of rotations by another counter based on a signal voltage that is generated in correspondence with the rotation of a rotary body in addition to the optical detecting device. CONSTITUTION:An encoder is constituted of a first detedtor 4, a second detector 5, a counter circuit 6, an amplifier 8 and an output circuit 9. An output signal from the first detector 4 is amplified by the amplifier 8, and a signal corresponding to the rotary angle within one rotation of a rotary body is obtained. The number of rotations of the rotary body is counted by the counter circuit 6 based on the output signal from the second detector 5. Said signals from the amplifier 8 and the counter circuit 6 are inputted to the output circuit 9 in parallel. From its output side, the number of rotations and the rotary angle within one rotation of the rotary body are read out together. By the relatively simple constitution such as this, a common code plate can be utilized in the simultaneous detection of the number of rotations and the rotary angle within one rotation of the rotary body.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、回転体の回転検出用のパルスエンコーダに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a pulse encoder for detecting rotation of a rotating body.

本発明によるパルスエンコーダは、回転体の回転数全計
数すると共に更に1回転以内の回転角度をも検出できる
ようにした、いわゆる全ストロークアブンリュートパル
スエンコーダ、すなワチ1回転以上回転した場合でも回
転数と回転角度を合せた全ストロークが検出でき、角度
全単なる増分値のみではなく、最終的な絶対角度値とし
て検出できる形式のパルスエンコーダであって、例えば
ロボットの腕の位置の検出制御などに利用さnるもので
ある。
The pulse encoder according to the present invention is a so-called full-stroke absolute pulse encoder that can count the total number of revolutions of a rotating body and also detect the rotation angle within one revolution, that is, even when the rotary body has rotated more than one revolution. It is a pulse encoder that can detect the entire stroke including the rotation speed and rotation angle, and can detect the entire angle as a final absolute angle value, not just an incremental value.For example, it can be used to detect and control the position of a robot's arm. It is used for

従来技術 従来この腫の検出装置としては、モーターの入力軸と出
力軸との間に減速装置を介在させ(例え。
PRIOR ART Conventionally, as a detection device for this tumor, a speed reduction device is interposed between the input shaft and the output shaft of a motor (for example,

ばモーターが1000回転する間に出力軸を1回転させ
る)、該出力軸にレゾルバを設けることによってモータ
ーの回転数と1回転以内の回転角度とを検出する装置が
あるが、かかる装置においては、多段減速装置、レゾル
バ、位相検出回路などを要し、構成が比較的複雑比し大
形で高価なものとなり、また機械的摩擦が生ずるという
問題点があった。
For example, the output shaft rotates once while the motor rotates 1000 times), there is a device that detects the rotation speed of the motor and the rotation angle within one rotation by providing a resolver on the output shaft, but in such a device, It requires a multi-stage reduction gear, a resolver, a phase detection circuit, etc., making the configuration relatively complex, large and expensive, and there are also problems in that mechanical friction occurs.

また回転体と共に回転するコード板とこれに対向する光
学的検出装置からなる1回転以内の回転角度を検出する
装置もあるが、この装置によっては回転体が1回転以上
回転した場合、その回転数までも検出することはできな
いという問題点があった0 発明の目的 本発明の主な目的は、上記問題点にかんがみ、コード板
に対向して1回転以内の回転角度を検出する第1の光学
的検出装置のほかに更に第2の光学的検出装置を付加し
、回転体の回転に応じて該第2の検出装置において生ず
る信号電圧をもとにして、CMO8集積回路からなるカ
ウンタ回路により回転体の回転数をも計数するという構
想にもとづいて、比較的簡単廉価な構成により回転体の
回転数と1回転以内の回転角度との併合的′検出に共通
のコード板を利用しうるようにすることにある。
There is also a device that detects the rotation angle within one rotation, which consists of a code plate that rotates together with the rotating body and an optical detection device that opposes it. OBJECTS OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the main object of the present invention is to provide a first optical system that faces a code plate and detects a rotation angle within one rotation. In addition to the optical detection device, a second optical detection device is added, and based on the signal voltage generated in the second detection device according to the rotation of the rotating body, a counter circuit consisting of a CMO8 integrated circuit detects the rotation. Based on the concept of counting the number of rotations of a rotating body, a common code plate can be used to jointly detect the number of rotations of a rotating body and the rotation angle within one rotation with a relatively simple and inexpensive configuration. It's about doing.

本発明の他の目的は、該第2の検出装置を構成する発元
累子全、上記CMO8集積回路が有するサンプリング信
号発生回路において発生されるサンプリングパルスによ
ってサンプリング作動させることにより、該CMO8集
積回路の電源としての電池の消耗を低減させることにあ
る。
Another object of the present invention is to operate the CMO8 integrated circuit by performing a sampling operation using a sampling pulse generated in the sampling signal generation circuit of the CMO8 integrated circuit and all of the generators constituting the second detection device. The aim is to reduce the consumption of batteries as a power source.

更に本発明の他の目的は、NC電源の投入がない状態に
おいても回転数の監視が適正に行なわれ得るようにし、
ま7cNC電源などの外部電源の投入によって1回転以
内の回転角度をも同時に検出することができる回転検出
装置を得るにある。
Furthermore, another object of the present invention is to enable proper monitoring of the rotation speed even when the NC power is not turned on.
Another object of the present invention is to obtain a rotation detection device that can simultaneously detect rotation angles within one rotation by turning on an external power source such as an NC power source.

発明の41.−成 本発明によれば、回転体と共に回転するコード板であっ
て、その円周に沿って180’の角度範囲に光透過区域
?設けた第1チヤンネルと、該第1チヤンネルの光透過
区域と90″′ずらせて180°の角度範囲に光透過区
域を設けた第2チヤンネルとを含む複数のチートンネル
からなるグレイコードを有するもの:該コード板に対向
して該コード板の各チャンネルに対応する第1スリット
群と該コード板の第1および第2チヤンネルに対応する
第2スリット群とを設けた固定スリット板:該固定スリ
ット板の第1スリット群に対向して設けられた第1の発
if素子と第1の受うt素子群からなり】回転以内の回
転角度を検出する第1の検出装置;該固定スリット板の
第2スリット群に対向して設けられた第2の発光素子と
第2の受光素子群からなる第2の検出装置;該第2の受
ye素子群からの電気的出力信号をパルス論理処理し回
転体の回転数をその回転方向によってアップダウン計数
するC M OS集積回路〃)らなるカウンタ回路であ
って、該第2の光元素子をサンプリング作動させるサン
プリング信号発生回路を有するもの:お工び該集積回路
への供給電源となる電池;ケ具備するパルスエンコーダ
が提供される。
41 of the invention. - According to the present invention, there is provided a code plate which rotates together with the rotating body, and which has a light transmission area in an angular range of 180' along its circumference. A gray code consisting of a plurality of Qi tunnels including a first channel provided and a second channel provided with a light transmission area in an angular range of 180 degrees and shifted by 90'' from the light transmission area of the first channel. : A fixed slit plate provided with a first slit group corresponding to each channel of the code plate and a second slit group corresponding to the first and second channels of the code plate facing the code plate: the fixed slit [consisting of a first if element and a first receiving t element group provided opposite to the first slit group of the plate] A first detection device for detecting a rotation angle within the rotation; A second detection device comprising a second light emitting element and a second light receiving element group provided opposite to the second slit group; pulse logic processing of the electrical output signal from the second light receiving element group; A counter circuit consisting of a CMOS integrated circuit (CMOS integrated circuit) that counts up and down the number of revolutions of a rotating body according to its rotational direction, which has a sampling signal generation circuit that performs sampling operation on the second optical element: A pulse encoder is provided, which includes a battery for supplying power to the integrated circuit and a battery for supplying power to the integrated circuit.

実施例 以下図面にもとづき本発明の詳細な説明する。Example The present invention will be described in detail below based on the drawings.

第1図は、本発明の一実施例としてのパルスエンコーダ
におけるコード板の一例を示すもので、その円周に沿っ
て180°の角度範囲に光透過区域1工を設けた第1チ
ヤンネル、該第1チヤンネルの光透過区域と90°ずら
せて180°の角度範囲に光透過区域12を設けた第2
チヤンネル、該第2チヤンネルの光透過区域と45°ず
らせて90°の角度範囲に光透過区域13を設けた第3
チヤンネル、および該第3チヤンネルの光透過区域と2
2.5°ずらせて45°の角度範囲に光透過区域14を
設けた第4チヤンネル全そなえ、これによって所謂グレ
イコードが形成される。ここにグレイコードとは、これ
全構成する複数のチャンネル(図示のものでハ4イ1−
のチャンネル)のうちと扛が1個のナヤンネルVC赴い
てツ(、透過区域から元遮1病区域に又はその逆に変1
1Zする角度位itでは、他のチャンネルでそのような
変ILが生じない(すなわち同時に2個以上のチャンイ
・ルでその↓)な変fヒが生じない)ようなコード栄い
うもので、ぞ7L自1杢f工周知のものである。ぞして
図示のコー ド板には4・岡のチャンイ・ルが設はリノ
しているか、該グレーコードを形成すイ)ためのチャン
ネルの個数は適宜設定できる。
FIG. 1 shows an example of a code plate in a pulse encoder according to an embodiment of the present invention. A second channel in which a light transmitting area 12 is provided in an angular range of 180° and shifted by 90° from the light transmitting area of the first channel.
channel, a third channel having a light transmitting area 13 in an angular range of 90° shifted by 45 degrees from the light transmitting area of the second channel;
channel, and a light transmitting area of the third channel;
A fourth channel is provided with a light transmission area 14 in an angular range of 45° offset by 2.5°, thereby forming a so-called gray code. Here, the Gray code refers to the multiple channels that make up the entire system (the one shown is H4-1-1).
channel) and 扛 go to one Nayanel VC and change from a transparent area to a former shielding area or vice versa.
At an angular position of 1Z, the code is such that such a strange IL will not occur in other channels (that is, such a strange fhi will not occur in two or more channels at the same time). 7L is a well-known model. Therefore, the number of channels for forming the gray code can be set as appropriate whether the code board shown has four channels or not.

第2図ぐよ、/ド兄lン」の−芙施例としてのパルスエ
ンコーダにおけ/)両足ス’) ノl□ & 2の一例
を示すもの−011図示−J−2,ように、コード(反
1の各チャンネルVこそねそれ対応するように設けられ
/(4個のスリリI−7Jhらなるゐ31スリット群2
1と、該第1スリット計21から所定角度だけすれ/こ
位ばにおいてコート板1の第1チヤンη(ルお工び第2
クーヤノネルにぞれ〜どれメ・j応する。l:″)に設
けられ142個のスリン1からなる第2スリツl’ B
l!−22とが形成されゐ。ここに第1スリツト右+i
21の1同数は、グレイコードを構成−j−y、チャン
ネルの個数Vこ対応するように設定さ扛るO 第3図は、本発明の一実施例としてのパルスエンコーダ
における発光素子41 ’、 51 k有するプリント
板3の一例を示すもので、第4図に示すようにコード板
lVこ対向して取付けられ、コード板の回転に応じ、第
1の発光素子41からコード板1の谷チャンネルの元透
過区域金透過した元は更に固定スリット板2の第1スリ
ット群21の各スリット盆a過し、つづいてこの各スリ
ットにそれぞれ対向して設けられ、該スリットに通して
前記各チャンネルのコードを光学的に読み取る第1の受
光素子群42に入射する。−力筒2の発光素子51から
コード板1の第1および第2チヤンネルの光透過区域を
透過した元は史に固定スリット板2の第2スリット群2
2の各スリ2l−’に透過し、つづいてこの各スリット
にそ7’Lそれ対向して設けられ、該スリット全通して
前記第1および第2チヤンイ・ルのコードを光学的に読
み取る第2の受光素子群52に入射する。なお発光素子
としては例えばLEDが用いられ、図面では第1の発光
素子41および第2の発光J(−子51とL2てそf’
lぞれ1個づつ示されているが、これらの発yL、素子
の個数は対向す゛るスリットの訂′に応じて適宜設定で
きる〔、一方受光累子と15では例えばフォトダイオー
ドが用いら11.前記した各スリットにそれぞn対向す
るように設けられる。
Fig. 2 shows an example of the pulse encoder as an example of /) both legs &2. Cord (Each channel V of anti-1 is provided so as to correspond to it/(31 slit group 2 consisting of 4 Suriri I-7Jh)
1, and the first channel η of the coated plate 1 at a predetermined angle from the first slit gauge 21.
I will respond to Kuyanonel. A second slit l'B consisting of 142 slits 1 provided in l:'')
l! -22 was formed. 1st slit right here +i
The same number of 21 constitutes the Gray code -j-y, and the number of channels V is set to correspond to O. Fig. 3 shows the light emitting elements 41', This shows an example of a printed board 3 having 51k, in which the code plates 1V are mounted facing each other as shown in FIG. The gold that has passed through the transparent area further passes through each of the slit basins a of the first slit group 21 of the fixed slit plate 2, and then passes through the slits provided oppositely to each of the slits and passes through the slits of the respective channels. The light enters the first light receiving element group 42 which optically reads the code. - The second slit group 2 of the fixed slit plate 2, which was originally transmitted through the light transmission area of the first and second channels of the code plate 1 from the light emitting element 51 of the power tube 2;
A second channel is transmitted through each slit 2l-' of 2, and is then provided oppositely to each slit 7'L, and passes through the slit to optically read the code of the first and second channels. The light is incident on the second light receiving element group 52. Note that, for example, an LED is used as the light emitting element, and in the drawing, the first light emitting element 41 and the second light emitting element J (-element 51 and L2
Although one element for each element is shown, the number of these elements can be set as appropriate depending on the size of the opposing slits [11. They are provided so as to face each of the slits described above.

第4図は、第1図、第2図、第3図の構造を組立てた構
成を示す図であって、回転体の回転4元学的に検出する
ために、回転体と共に回転するコード板1および固定ス
リット板2紫はきんでその両l1lllにそれぞれ発光
素子41 、5’lを有するプリント仮31.l=−工
ひ受光素子群42.52化設ける。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration in which the structures of FIGS. 1, 2, and 3 are assembled, in which a code plate that rotates together with the rotating body is used to detect the rotation of the rotating body in a quaternary manner. 1 and the fixed slit plate 2 are made of purple and printed temporary 31. having light emitting elements 41 and 5'l on both of them, respectively. 1=-Equipped with a light receiving element group 42 and 52.

第5図は、本発明の−・冥施例としてのパルスエンコー
ダの概略構成を示す図であって、後述する第2の検出装
置5につい一〇(1ぞの具体的回路を示している。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a pulse encoder as an embodiment of the present invention, and shows one specific circuit for a second detection device 5 to be described later.

図中4は、回転体の1回転以内の回lIi、;角度ケ険
出する第1の光学的検出装置であって、前;dsしブこ
ようにコード板1と固定スリット板2とk (1′:4
二さんでその両側にそれぞれ第1の発光素子4Jと第1
の受j’t ;:、、−子計42が設けられ、コ−ド仮
の回転(C応じて発光素子41からコート板1の各チャ
ンネルの元の過区域およびそれに対応する(fij定ス
リット阪2の第1スリツト若看の各スリットを適過し7
ンこ元(はそl″1.ぞれ受光素−’!421,422
,423゜424で受光さ扛電気イ、4号に変狼される
。すムわち=1−ド仮の回転に応じてコード(νの’?
−5−)−ヤンネルのj’1′、透過区域1がそれぞれ
のスリットに対向しているときはそれに対応する受光素
子て受光さハ、一方、各チャンネルの光遮断区域がぞJ
l−それのスリットに対向しているときはそれに対応す
る受ブL素子は受光しないので、例えは第3図iC7J
−<−jようにコート板1に4列のチャンネルをノじ成
した場合には、コード板の回転角度に応じて、すなわち
図示のものでは屁×36o°毎に、εW 1の受光素子
l]1゜42から4ビツトの2進杓;づどして+9i定
のイ菖号ケ得ることができ、これによって1回転以内の
回転角giを、そのチャンネル数に応じて1シi定の1
°i7度でよみとることが′できる。なお第1の発y〔
、素子−41はNC電源など所定の外部6源によって作
示させられる。
In the figure, reference numeral 4 denotes a first optical detection device that projects within one rotation of the rotary body, and includes a code plate 1, a fixed slit plate 2, and a (1':4
The first light emitting element 4J and the first light emitting element are placed on both sides of the two.
A sub-meter 42 is provided, which transfers the code temporary rotation (C) from the light-emitting element 41 to the original overpass area of each channel of the coated plate 1 and its corresponding (fij constant slit). Appropriately pass through each slit of the first slit of Saka 2
421, 422
The light was received at 423°424, and it was changed to No. 4. sumi = 1-do Depending on the temporary rotation, the code ('? of ν?
-5-)-J'1' of the channel, when the transmission area 1 faces each slit, the light is received by the corresponding light receiving element, while the light blocking area of each channel is
L-When facing the slit, the corresponding receiver L element does not receive light, so for example, Fig. 3 iC7J
-<-j When four rows of channels are formed on the coated plate 1, the light-receiving elements l of εW 1 ] From 1°42 to 4-bit binary scale; it is possible to obtain a +9i constant number, and by this, the rotation angle gi within one rotation can be expressed as 1si constant according to the number of channels. 1
It can be read at 7 degrees. Note that the first utterance [
, element-41 is activated by six predetermined external sources such as an NC power source.

次に、本発明では、コード板1と固定スリット板2とを
′はさみ、前記第1の光学的検出装置4とは別に、第2
の光学的検出装置5が設けられる。
Next, in the present invention, the code plate 1 and the fixed slit plate 2 are sandwiched, and a second optical detection device is installed separately from the first optical detection device 4.
An optical detection device 5 is provided.

すなわちコード板1と固定スリット板2とをはさんでそ
の両側にそれぞれ第2の発光素子51と第2の受光素子
群52が設けられる。ここで第2の発光素子51は、後
述するようなCMO8集積回路からなるカウンタ回路6
が有するサンプリング信号発生回路において発生さ扛る
サンプリングパルスSLPによってサンプリング作動さ
れるもので、図示の実施例では該サンプリングパルス全
トランジスタ530ベースに加え、該トランジスタ53
のコレクタ回路に接続されたLED51’iサンプリン
グ作動させる。このように第2の発光素子であるLED
51e前記サンプリング信号発生回路から発生されるサ
ンプリングパルスによってサンプリング作動させるのは
、前記CMO8集積回路の電源である電池7の消耗を低
減させるためである。
That is, a second light emitting element 51 and a second light receiving element group 52 are provided on both sides of the code plate 1 and fixed slit plate 2, respectively. Here, the second light emitting element 51 is a counter circuit 6 made of a CMO8 integrated circuit as described later.
The sampling operation is performed by a sampling pulse SLP generated in a sampling signal generation circuit included in the sampling signal generation circuit, and in the illustrated embodiment, in addition to the base of all transistors 530, the sampling pulse
The sampling operation of LED 51'i connected to the collector circuit of is activated. In this way, the second light emitting element, the LED
51e The sampling operation is performed by the sampling pulse generated from the sampling signal generation circuit in order to reduce the consumption of the battery 7, which is the power source of the CMO8 integrated circuit.

第2の受光素子群52は2個の受光素子521゜522
で構成され、このうち一方の受光素子521は、固定ス
リット板2に設けられた第2スリット群22のうち、コ
ード板1の第1チヤンネルに対応するものと対向してお
り、もう一方の受光素子522は、該第2スリット群2
2のうち、コード板lの第2チヤンネルに対応するもの
と対向している。
The second light receiving element group 52 includes two light receiving elements 521 and 522.
One of the light-receiving elements 521 faces the second slit group 22 provided in the fixed slit plate 2 that corresponds to the first channel of the code plate 1, and the other light-receiving element 521 faces The element 522 is the second slit group 2
2, it faces the one corresponding to the second channel of the code plate l.

いま、コード板の回転に応じてその第1チヤンネルに形
成された光透過区域が対応するスリットに対向している
間は、上述したようにしてサンプリング的に発光させら
れている発光素子51からの元が受光素子、例えばフォ
トダイオード521によって受光され、それによって生
ずる電気信号がトランジスタ55のペースに加えられ、
該トランジスタ55がオンとなるため、抵抗54とトラ
ンジスタ55のコレクタとの接続点、すなわちA点の電
位はは’yo−4で低下する。したがってコード板の第
1チヤンネルに形成された光透過区域が対応するスリッ
トに対向している期間、すなわち受光素子52」、がサ
ンプリング的tc Q jf している発光素子51か
もの元を受光している期間中、核接続点すなわちA点に
は前記サンプリングパルスの列からなる信号電圧ヶ生ず
る。そして該第1チヤンネルの元遼堝区域はコード板の
円周に沿って180°の角数範囲に形成さルているから
、該信号電圧は回転体の1回転を1周期とするとその半
周期の間だけ、すなわち回転体が半回転する間化ずるこ
とになる0 同様にし7て、コード板の第2チヤンネルに形成された
′)′e透過区域が対応するスリットに対向している期
間、すなわち9元界子522がサンプリング的に発光し
ている発光素子51からの光を受光している期間中に、
抵抗56とトランジスタ57のコレクタとの接続点すな
わちB点(C前述したようなサンプリングパルスの列か
らなる信号電圧音生ずる。そして該第2チャンネルの元
込過区域は、該第1チヤンネルの元込過区域と90’ず
らせて1)(0°の角度範囲に設けられているから、該
信号電圧は、前記A点に生ずる信号電圧と90’だけず
れたものとなる。なおVccは電池などによって印加さ
れる直流電圧を示す。
Now, while the light transmitting area formed in the first channel in accordance with the rotation of the code plate faces the corresponding slit, the light emitted from the light emitting element 51 which is made to emit light in a sampling manner as described above is emitted. The light is originally received by a light-receiving element, for example, a photodiode 521, and the electric signal generated thereby is applied to the pace of the transistor 55,
Since the transistor 55 is turned on, the potential at the connection point between the resistor 54 and the collector of the transistor 55, ie, the point A, decreases by 'yo-4. Therefore, during the period when the light transmitting area formed in the first channel of the code plate faces the corresponding slit, the light receiving element 52 receives light from the light emitting element 51 which is sampling tc Q jf. During this period, a signal voltage consisting of the train of sampling pulses is generated at the core connection point, ie, point A. Since the Yuan Liaoba area of the first channel is formed in an angular range of 180° along the circumference of the code plate, the signal voltage is equal to half the period of one rotation of the rotating body. Similarly, during the period when the transparent area formed in the second channel of the code plate faces the corresponding slit, In other words, during the period when the 9 element Kaiko 522 is receiving light from the light emitting element 51 which is emitting light in a sampling manner,
The connection point between the resistor 56 and the collector of the transistor 57, that is, point B (C) generates a signal voltage tone consisting of a train of sampling pulses as described above. Since it is provided in an angular range of 1) (0 degrees), the signal voltage is shifted by 90' from the signal voltage generated at the point A. Note that Vcc is Indicates the applied DC voltage.

6はCMO8集積回路からなるカウンタ回路であって、
回転体の回転に応じて、前記A点およびB点に生ずる信
号電圧、すなわち、互に90°だけ位相がずれてそれぞ
れ回転体の半回転の間化ずるサンプリングパルス列から
なる信号電圧を入力して、これらをパルス論理処理し、
回転体の1回転に対し1個のパルスを発生させ、該パル
スを利用して回転体の回転数ゲ、その回転方向によって
アップダウン計数するものであり、これにより回転体の
回転数を績算する。
6 is a counter circuit consisting of a CMO8 integrated circuit,
A signal voltage generated at the point A and point B according to the rotation of the rotating body, that is, a signal voltage consisting of a sampling pulse train whose phase is shifted by 90° from each other and each half a rotation of the rotating body is inputted. , process these with pulse logic,
One pulse is generated for each revolution of the rotating body, and this pulse is used to count up and down depending on the rotational speed of the rotating body and the direction of rotation, thereby calculating the rotational speed of the rotating body. do.

そして前記カウンタ回路6の出力と、回転体の回転角度
全検出するための前記第1の検出装置4の出力すなわち
第1の受光素子群42からの信号とは並列的に出力回路
9に入力され、その出力側において、回転体の回転数と
1回転以内の回転角度とに対応する信号音えて、例えば
ロボツトの制御装置に現在位置をよみとらせる。
The output of the counter circuit 6 and the output of the first detection device 4 for detecting the entire rotation angle of the rotating body, that is, the signal from the first light receiving element group 42, are input to the output circuit 9 in parallel. , on its output side, a signal sound corresponding to the rotational speed of the rotating body and the rotation angle within one rotation is emitted to read the current position to, for example, a control device of a robot.

なお8は、前記第1の受光素子群42からの信号で増巾
するJ居中?:JでらっC1[)σ記第1の発光素子4
1、増巾器8、出力回路9の電源としてばN’C電源(
数値iti制御装制御装置面′1源)などの外部11源
を用いるっ 第6図は、第5図装置におけるカウンタ回路6の一具体
例金示す回路図であって、60は7ツブダウン端子U/
D、クロック信号入力端子CLK。
Note that 8 is a signal amplified by the signal from the first light receiving element group 42. :J derac C1 [)σ first light emitting element 4
1. As a power source for the amplifier 8 and the output circuit 9, the N'C power source (
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific example of the counter circuit 6 in the device shown in FIG. /
D. Clock signal input terminal CLK.

イネーブル端子ENfr有するアップダウンカウンタ、
61 、62 、63はフリップフロップ、64゜65
はナントゲート、66i′iノアゲート、671゜67
2.673.674.675.676.677をよイン
バータである。69は発(辰器であって、該発振器の出
力は微分回tN3681、インバータ675゜676、
J=?、J:び抵抗678などを、経て前述したサンプ
リングパルスS T、 P k発生させると共に、倣分
回路682、インバータ(i77などを経て該サンプリ
ングパルスと同じ周期のクロック信号を発生させ、該ク
ロック信号(rフリップフロップ61゜62.63およ
びアップダウンカウンタのクロック信号入力端子CL 
T4に供給する。
an up/down counter having an enable terminal ENfr;
61, 62, 63 are flip-flops, 64°65
is Nantes Gate, 66i′i Noah Gate, 671°67
2.673.674.675.676.677 is an inverter. 69 is an oscillator, and the output of the oscillator is a differential circuit tN3681, an inverter 675°676,
J=? . (R flip-flop 61°62.63 and clock signal input terminal CL of up/down counter
Supply to T4.

ノリツブフロップ61 、63はシッチ回路の様態を有
するもので、前記A点およびBAに生ずる信号電圧をそ
れそ1%所定のインバータを介し2て入力きせることに
LV)、回転体の半回転毎に高電圧レベルと低電用レベ
ルを繰返す(すなわち回転体の1回転につき1ザイクル
の)パルスどする。フリップフロップ62(徒、ノリツ
ブフロップ61の出力波形を1クロック分だけ遅延次せ
る。ナンドゲー)64.65には、それぞれ該フリップ
フロップ61および62の出力を適宜組合ぜて入力させ
ることにより、該フリップフロッグがち出力される回転
体の半回転4Uに1とOを繰返すパルスの立下り時又は
立上り時(何れも回転体の1回転毎に1回づつ生ずる)
全検出きせる(例えば立下りパルスとして検出させる)
と共にその時点でのフリップフロップ63の出力をも入
力させる。このようにして所定の時点でのナントゲート
64.65の出力を一方が1のとき他方ケOとし、かつ
これらの出力音回転体の回転方向によってそれぞれ反転
させる。
The Noritsubu flops 61 and 63 have the form of a Schitch circuit, and input 1% of the signal voltage generated at the point A and BA through a predetermined inverter (LV) every half rotation of the rotating body. A high voltage level and a low voltage level are pulsed repeatedly (that is, one cycle per rotation of the rotating body). By inputting an appropriate combination of the outputs of the flip-flops 61 and 62 to the flip-flops 64 and 65 (which delay the output waveform of the Noritsu flop 61 by one clock), At the falling or rising edge of a pulse that repeats 1 and 0 every 4 U of half a rotation of the rotating body that is output by flip-frog (both occur once for each rotation of the rotating body)
Enable all detection (for example, detect as a falling pulse)
At the same time, the output of the flip-flop 63 at that time is also input. In this way, the outputs of the Nandt gates 64 and 65 at a predetermined time are set to 1 when one output is 0, and the outputs are reversed depending on the direction of rotation of the output sound rotating body.

ナントゲート64.65の出力はノアゲート66ケ介し
てアップダウンカウンタ60のイネーブル!jン子EN
K入力されるので、カウンタ60は回転体が何れの回転
方向に回転しても1回転毎に1回づつカウンタ′?3:
k)J作状態とする。一方カウンタ60のアップダウン
端子U/1)には、チントゲ−1−64の出力のみが入
力されるので、例えば回転体が右方向VC0回転る時は
アップ−j″lわち加昇処理ケ行い、左回転する時はダ
ウンすなわち減算処理を・行う。この↓9にして回転体
が最終的に何れの方向に向回転したかが百1数さnる。
The output of the Nant gates 64 and 65 enables the up/down counter 60 through 66 NOR gates! j child EN
Since the K input is input, the counter 60 receives the counter '?' once every rotation, no matter which direction the rotating body rotates. 3:
k) Set to J production state. On the other hand, only the output of the tint game 1-64 is input to the up/down terminal U/1) of the counter 60, so for example, when the rotating body rotates in the right direction VC0, the up/down terminal U/1) When rotating counterclockwise, a downward or subtractive process is performed. This ↓9 indicates in which direction the rotating body has finally rotated.

第7図は、第5図装置Vこおける第1の検出長―4、第
2の検出装置5、カウンタ回路6、増巾器8、お9Lひ
出力回路9の接線関係の一例紫示す回路図でりって、第
1の検出長[i74からの出力信号2増1]器8で増巾
してえられる回転体の1回転以内の回転角厩に対ルー6
する’L4号と、第2の検出装置5′7)′−らの圧力
信号にもとづいてカウンタ回路6で計数された回転体の
回転数に対応する信号と葡出力回路9に並列的に人力さ
せ、その1]4力側〃)う回転体の回転数と1回転以内
の回転角度とを併せてよみとるものである。
FIG. 7 shows an example of the tangential relationship between the first detection length 4, the second detection device 5, the counter circuit 6, the amplifier 8, and the output circuit 9 in the device V shown in FIG. In the figure, the first detection length [output signal from i74 2 intensifier 1] is amplified by the unit 8, and the rotation angle range within one rotation of the rotating body is
A signal corresponding to the number of rotations of the rotary body counted by the counter circuit 6 based on the pressure signal of the second detection device 5'7) and the like is input manually to the output circuit 9 in parallel. 1) 4-force side〃) The number of rotations of the rotating body and the rotation angle within one rotation are both read.

第8図は、コード板の回転に応じてコード板に形成され
たグレイコードの各チャンネルが、第1および第2の受
′)YS素子群に対しどのように変化するか?タイムチ
ャートで示す図であって、cltc2+C3およびC4
は各チャンネル、すなわち第1〜第4チヤンネルのコー
ドがそれぞれ第1受光素子群の各受光素子に対しどのよ
うに変化するが?示し、Cr + CSは第1および第
2チヤンネルのコードがそれぞれ第2受光素子群の各受
光素子に対しどのように変化するかを示しており、各タ
イムチャートにおいて例えばハイレベルは各チャンネル
の光透過区域に対応し、ロウレベルは各チャンネルの光
遮断区域に対応するものとする。
FIG. 8 shows how each channel of the Gray code formed on the code plate changes with respect to the first and second YS element groups as the code plate rotates. cltc2+C3 and C4
How do the codes of each channel, that is, the first to fourth channels, change for each light receiving element in the first light receiving element group? Cr + CS indicates how the codes of the first and second channels change for each light receiving element of the second light receiving element group, and in each time chart, for example, a high level indicates the light of each channel. It is assumed that the low level corresponds to the light-blocking area of each channel, and the low level corresponds to the light-blocking area of each channel.

このタイムチャートに示爆ノ上るように、c′1カハイ
レベルからロウレベルに変flZするP点では、cl。
As shown in this time chart, at point P where flZ changes from c'1 high level to low level, cl.

C2,C3おLびC4に何等の変化も生じていない。No changes occurred in C2, C3 and C4.

すなわち本発明において該P点は、c′、に上記変化を
生ずると同時(rcC’、がハイレベルとなっている時
点であり、これらを条件として前述したアップダウンカ
ウンタ60がアップダウン計数する。すなわち回転体の
回転数をその回転方向に応じて加算又は減算するタイミ
ングであるから、このタイミングでは前記C1〜Cak
何等変化させないようにして、1回転以内の回転角度を
検出する信号を変化させないようにしている。
That is, in the present invention, the P point is the point at which the above-mentioned change in c' occurs and at the same time (rcC') is at a high level, and the up-down counter 60 mentioned above performs up-down counting under these conditions. In other words, since this is the timing for adding or subtracting the rotational speed of the rotating body depending on its rotational direction, at this timing, the above-mentioned C1 to Cak
The signal for detecting the rotation angle within one revolution is not changed in any way.

換言すれば、第8図に示される範囲SにおけるC、−C
4で規定されるコードによって、1回転以内の回転角度
を検出する際の基準点すなわちσの範囲を設定するもの
とす扛ば一1前記P点は該範囲Sのはソ中夫に設定する
のが好ましく、これによって1回転以内の回転角度の指
示が変化しない安定な位置、すなわち1回転以内の回転
角度が0°を示す安定な位置で回転数の加算又は減算を
行なうことができる。
In other words, C, -C in the range S shown in FIG.
The reference point, that is, the range of σ, for detecting the rotation angle within one rotation shall be set by the code specified in 4. Preferably, this allows addition or subtraction of the number of rotations at a stable position where the indication of the rotation angle within one rotation does not change, that is, at a stable position where the rotation angle within one rotation shows 0°.

そして以上の↓うな条件?みたすように、固定スリット
板における第2スリット群の位置を第1スリット群の位
置からずらせればよい。
And the above ↓ conditions? The position of the second slit group on the fixed slit plate may be shifted from the position of the first slit group so as to meet the above requirements.

発明の効果 本発明によれば、比較的簡単廉価な構成により回転体の
回転数と1回転以内の回転角度との併合的検出に共通の
コード板を利用することができる。
Effects of the Invention According to the present invention, a common code plate can be used for jointly detecting the rotational speed of a rotating body and the rotational angle within one rotation with a relatively simple and inexpensive configuration.

また本発明に、l:れば、回転数の検出に利用される第
2の検出装置全構成する発光素子を、CMO8集積回路
の電源としての電池によってサンプリング作動させてい
るので、電池の消耗を低減してその寿命を長くすること
ができる。
In addition, according to the present invention, since the light emitting elements constituting the entire second detection device used for detecting the rotational speed are sampled and operated by the battery as the power source of the CMO8 integrated circuit, battery consumption is reduced. can be reduced to extend its lifespan.

更に本発明によれば、NC電源の投入がない状態におい
ても回転数の監視を適正に行ってこれをカウンタに保持
しておくことができ、またNC電源投入と同時に1回転
以内の回転角度をも同時に検出することができるので、
全ストロークアプソリーート形式の回転検出装置とし7
て有利なもの?得ることができる。
Further, according to the present invention, even when the NC power is not turned on, the rotation speed can be properly monitored and held in the counter, and the rotation angle within one rotation can be determined at the same time as the NC power is turned on. can be detected at the same time, so
Full stroke absolute type rotation detection device 7
Is it advantageous? Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例としてのパルスエンコーダ
におけるコード板の一例を示す図、第2図は、本発明の
一実施例としてのパルスエンコーダにおける固定スリッ
ト板の一例を示す図、第3図は、本発明の一実施例とし
てのノ<ルスエンコーダにおけるプリント板の一例を示
す図、第4図は、第1図、第2図、第3図の構造を組立
てた構成を示す図、 第5図は、本発明の一実施例としてのノくルスエンコー
ダの概略構成を示す図、 第6図は、第5図装置におけるカウンタ回路の一具体例
金示す回路図、 第7図は、第5図装置における第1の検出装置、第2の
検出装置、カウンタ回路、増巾器および出力回路の接続
関係の一例を示す図、 第8図は、コード板に形成されたグレイコードが、コー
ド板の回転に応じて変化する状態をタイムチャートで示
す図である。 (符号の説明) 1・・・・・・コード板、2・・・・・・固定スリット
板、3・・・・・・プリント板、4・・・・・・第1の
検出装置、41・・・・・・第1の発光素子、42・・
・・・・第1の受光素子群、5・・・・・・第2の検出
装置、51・・・・・・第2の発5を素子、52・・・
・・・第2の受光素子群、6・・・・・・カウンタ回路
、7・・・・・・電池、8・・・・・・増11〕器、9
・・・・・・出力回路。 特許出願人 ファナック株式会社 特許出願代理人 弁理士 Vテ 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 平 岩 賢 三 弁理士 山 口 昭 之 弁理士 西 山 雅 也 第1図 第2図 21 2/ 第3図 第4図
FIG. 1 is a diagram showing an example of a code plate in a pulse encoder as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of a fixed slit plate in a pulse encoder as an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of a printed board in a Norse encoder as an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a configuration in which the structures of FIGS. 1, 2, and 3 are assembled. , FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a Norms encoder as an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific example of a counter circuit in the device shown in FIG. 5, and FIG. , Fig. 5 is a diagram showing an example of the connection relationship of the first detection device, second detection device, counter circuit, amplifier, and output circuit in the device; Fig. 8 shows the gray code formed on the code plate. , is a time chart showing the state that changes according to the rotation of the code plate. (Explanation of symbols) 1... Code board, 2... Fixed slit plate, 3... Printed board, 4... First detection device, 41 ...First light emitting element, 42...
...First light receiving element group, 5...Second detection device, 51...Second light emitting element 5, 52...
... Second light receiving element group, 6 ... Counter circuit, 7 ... Battery, 8 ... Multiplier 11], 9
...Output circuit. Patent Applicant FANUC Co., Ltd. Patent Application Agent Patent Attorney V Te Akira Ki Kazuyuki Nishidate Patent Attorney Ken Hiraiwa Patent Attorney Akira Yamaguchi Patent Attorney Masaya Nishiyama Figure 1 Figure 2 21 2/ Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、回転体と共に回転するコード板であってその円周に
沿って180°の角度範囲に元透過区域全設けた第1チ
ヤンネルと、該第1チヤンネルの光透過区域と90°ず
らせて180°の角度範囲に元西過区域を設けた8”、
2チヤンネルとを含む複数のチャンネルからなるグレイ
コード?有するもの;該コード板に対向し該コード板の
各チャンネルに対応する第1スリット群と該コード板の
第1および第2チヤンネルに対応する第2スリット群と
全設けた固定スリット板:該固定スリット板の第1スリ
ツ]・群に対向して設けられた第1の発ブe素子と第1
の受光素子群からなり1回転以内の回転角度を検出する
第1の検出装@:該固定スリット板の第2スリット群に
対向して設けられた第2の発光素子と第2の受光素子群
からなる第2の検出装置;該第2の受光素子群からの電
気的出力信号?パルス論理処理し回転体の回転数をその
回転方向によってアップダウン計数するCMC)S集積
回路からなるカウンタ回路であって、該第2の発光素子
をサンプリング作動させるサンプリング信号発生回路を
有するもの;および該集積回路への供給電源となる電池
:を具備することを特徴とするパルスエンコーダ。
1. A first channel that is a code plate that rotates with the rotary body and has the entire original transmission area in an angular range of 180 degrees along its circumference, and a light transmission area of the first channel that is shifted by 90 degrees and 180 degrees. 8” with a former western pass area in the angle range of
Gray code consisting of multiple channels including 2 channels? A fixed slit plate that faces the code plate and includes a first slit group corresponding to each channel of the code plate and a second slit group corresponding to the first and second channels of the code plate: the fixed slit plate; 1st slit of slit plate]・The first emitting element and the first emitting element provided opposite to the group.
A first detection device that detects rotation angles within one rotation is comprised of a group of light-receiving elements and a second light-emitting element and a second group of light-receiving elements are provided opposite to the second slit group of the fixed slit plate. a second detection device consisting of; an electrical output signal from the second light receiving element group; A counter circuit consisting of a CMC)S integrated circuit that performs pulse logic processing and counts up and down the rotational speed of a rotating body according to its rotational direction, and has a sampling signal generation circuit that operates the second light emitting element for sampling; and A pulse encoder comprising: a battery that supplies power to the integrated circuit.
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