JPS61104220A - Trouble-shooting circuit of body movement detecting apparatus - Google Patents

Trouble-shooting circuit of body movement detecting apparatus

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JPS61104220A
JPS61104220A JP22518984A JP22518984A JPS61104220A JP S61104220 A JPS61104220 A JP S61104220A JP 22518984 A JP22518984 A JP 22518984A JP 22518984 A JP22518984 A JP 22518984A JP S61104220 A JPS61104220 A JP S61104220A
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JP
Japan
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encoder
failure detection
phase
signals
output
Prior art date
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Application number
JP22518984A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Akita
正 秋田
Kazuo Asakawa
浅川 和雄
Nobuhiko Onda
信彦 恩田
Toru Kamata
徹 鎌田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61104220A publication Critical patent/JPS61104220A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To accelevate calculation speed, by trouble shooting by connecting in a single address informations obtained by A/D conversions of a sine wave signals being generated by a body movement detecting apparatus and contrast table of trouble detecting informations. CONSTITUTION:A moving condition of a servo-motor 1 is converted to 2-phase pseudo sine wave signals A, B accompanied by a 90 deg. phase difference by an encoder 2. Outputs A, B of the encoder A, B are converted into digital magnitudes by No.1 and No.2 A/D convertors 3, 4. These signals is led into an address input of a ROM5. A contrast table of trouble detecting informations is stored in the ROM5 and trouble shooting is conducted by contrasting with address in puts. A phase identification apparatus 6 by identifying a direction of the signals A, B and issues pulses for counting to an up-down counter 8. A latch 7 is set when a trouble of the encoder is identified.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、物体の移動に伴って物体の移動量に比例した
互いに位相の異なる2つの信号を出力する物体移動検出
器に係り、特にロータリエンコーダ、リニアエンコーダ
等を用いて回転量あるいは移動量を測定する場合におい
て、エンコーダが故障し正しい回転量あるいは移動量が
測定できなくなったことを検知する物体移動検出器の故
障検出回路に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an object movement detector that outputs two signals with mutually different phases proportional to the amount of movement of the object as the object moves. The present invention relates to a failure detection circuit for an object movement detector that detects when an encoder, linear encoder, etc. is used to measure the amount of rotation or movement and the encoder has failed and the correct amount of rotation or movement cannot be measured.

ロボットをはじめとして、DCサーボモータを用いたサ
ーボ機構においては、例えばそのサーボモータの回転量
を、インクリメンタル型のロークリエンコーダを用いて
測定し、これをフィードハックして目標値の位置又は速
度と比較する閉ループ制御が広く行われている。このよ
うなロークリエンコーダの出力を用いて位置帰還制御又
は速度帰還制御を行う場合、もし、このロータリエンコ
−ダが故障して、サーボモータの回転量が測定できなく
なったときには帰還信号がなくなるため、サーボモータ
は、次の瞬間から暴走してしまうことになる。
In servomechanisms using DC servo motors, such as robots, for example, the amount of rotation of the servo motor is measured using an incremental rotary encoder, and this is feedhacked to determine the target value of position or speed. Comparative closed-loop control is widely practiced. When performing position feedback control or speed feedback control using the output of such a rotary encoder, if this rotary encoder breaks down and the amount of rotation of the servo motor cannot be measured, there will be no feedback signal. , the servo motor will run out of control from the next moment.

この事情は、サーボモータの回転を直線移動に変換して
、直線移動を制御するサーボ機構において、その直線偏
移をリニアエンコーダを用いて測定し、これをフィード
バックして目標の位置又は速度と比較する閉ループ制御
においても同様である。
This situation is due to the fact that in the servo mechanism that converts the rotation of the servo motor into linear movement and controls the linear movement, the linear deviation is measured using a linear encoder, and this is fed back and compared with the target position or speed. The same applies to closed loop control.

したがって、ロータリエンコーダやリニアエンコーダに
おいては、エンコーダに故障が生じた場合には、直ちに
故障を検出して、サーボモータが暴走することを阻止す
る対策を講じることが常に要求される。
Therefore, in rotary encoders and linear encoders, when a failure occurs in the encoder, it is always required to immediately detect the failure and take measures to prevent the servo motor from running out of control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

サーボモータの暴走を検知する方法として、従来、最大
移動範囲を越えていることを検知するリミットスイッチ
を設ける、あるいは指令した位置とエンコーダで測定し
た位置との偏差の絶対値が異常に大きくなったことを検
知する方法等が行なわれている。これらの方法では、た
とえば前者の場合、暴走を初めてからそれを検知するま
でにかなり走っており、その機械自身の破壊は防止でき
たとしても、たとえばロボットのように人に危害を加え
たり、作業の対象物を壊すおそれのある場合には十分と
はいえない。また、後者の場合には暴走した時に走る量
は小さくできるが、これはエンコーダの故障以外の原因
による暴走の場合にだけ有効であって、エンコーダが故
障している時はサーボモーターがいくら回転しても上記
位置偏差の絶対値はゼロのままであり検知不能であると
いう不都合があった。
Conventional methods for detecting runaway of a servo motor include installing a limit switch that detects when the maximum movement range has been exceeded, or when the absolute value of the deviation between the commanded position and the position measured by the encoder has become abnormally large. Methods are being used to detect this. With these methods, for example, in the case of the former, the machine has run quite a long time from the time it first runs out of control until it is detected, and even if the machine itself can be prevented from being destroyed, it may not cause harm to people or prevent work, such as robots. This is not sufficient if there is a risk of damaging the object. In addition, in the latter case, the amount of rotation can be reduced when the servo motor runs out of control, but this is only effective in the case of runaway due to causes other than encoder failure, and when the encoder is malfunctioning, the amount of rotation of the servo motor can be reduced. However, the absolute value of the positional deviation remains zero and cannot be detected.

また、エンコーダからの出力信号の振幅あるいは位相の
ずれを検出することにより故障を判定する方法も考えら
れるが、夫々別の検出回路を設けねばならず、回路構成
を複雑にするという欠点がある。          
               dこのような問題点を
解決するため本件特許出願人は、先に特願昭58−14
3502号「物体移動検出器の故障検出回路」を出願し
た。これは、第4図に示す如く、90度の位相差をもっ
た2相疑似正弦波信号S+(=Vsinωt)及びS2
  (−Vcosωt)を発生するエンコーダ10を使
用し、この出力を偏移量測定回路20および故障検出回
路30に伝達し、偏移状態および故障検出を行うもので
ある。
Another possible method is to determine a failure by detecting the amplitude or phase shift of the output signal from the encoder, but this method requires separate detection circuits for each, which has the disadvantage of complicating the circuit configuration.
d In order to solve these problems, the applicant for this patent previously filed a patent application filed in 1986-14.
No. 3502 ``Failure detection circuit for object movement detector'' was filed. As shown in FIG.
An encoder 10 that generates (-Vcosωt) is used, and its output is transmitted to a deviation measurement circuit 20 and a failure detection circuit 30 to detect the deviation state and failure.

第4図において、10はエンコーダであって90度の位
相差をもった2相疑憤正弦波信号51=V 5ina+
 tSS2 =V cosa+ tを発生する。点線で
囲まれた20は偏移量測定回路で、ロータリエンコーダ
の場合は回転方向を、リニアエンコーダの場合は移動方
向を判別して図示しない次段のアンプ・ダウンカウンタ
へ計数用パルスを供給する。
In FIG. 4, numeral 10 is an encoder, and two contradictory and negative sine wave signals 51 with a phase difference of 90 degrees 51=V 5ina+
Generate tSS2=Vcosa+t. Reference numeral 20 surrounded by a dotted line is a deviation measuring circuit, which determines the direction of rotation in the case of a rotary encoder and the direction of movement in the case of a linear encoder, and supplies counting pulses to the next stage amplifier/down counter (not shown). .

同じく点線で囲まれた30は故障検出回路で、第1の乗
算器31、第2の乗算器32、点線で囲まれた信号発生
器33及び故障判別器34からなる。
A failure detection circuit 30 also surrounded by a dotted line is composed of a first multiplier 31, a second multiplier 32, a signal generator 33 and a failure discriminator 34 surrounded by a dotted line.

以上の構成のうち、エンコーダ10及び偏移量測定回路
11は公知のものと同じであるので、まず両者の構成及
び動作について簡単に説明する。
Of the above configurations, the encoder 10 and the deviation amount measuring circuit 11 are the same as known ones, so the configuration and operation of both will be briefly explained first.

90度の位相差をもった2相疑似正弦波信号51(=V
 sinωt)及びS2  (=V cosωt)を発
生するエンコーダlOは、ロータリエンコーダの場合も
リニアエンコーダの場合もその原理は同じであるので、
以下ロータリエンコーダの場合を例にとって説明する。
Two-phase pseudo sine wave signal 51 (=V
The principle of the encoder lO that generates sinωt) and S2 (=V cosωt) is the same whether it is a rotary encoder or a linear encoder, so
The case of a rotary encoder will be explained below as an example.

90度の位相差をもった2相疑似正弦波信号を発生する
ロータリエンコーダはインクリメンタル型ロータリエン
コーダと呼ばれている。インクリメンタル型ロータリエ
ンコーダは、第5図(al、山)に示すように、シャフ
ト11を軸に回転する透明なガラス状のコード板12、
固定したマスク板13、発光素子14及び第1及び第2
の受光素子15.16を有している(発光素子も2コ持
っことが多い)。コード板12は、円周上に第6図(a
)に拡大して示すように、表面に等間隔の蒸着パターン
により形成されるスリットS + 、S 2−5 Ir
、512−・からなるスリットコードSCを有しており
、マスク板13は、コード板12のスリットに対応した
位置に1〜数個のスリットからなる第1及び第2のマス
クコードMCI及びMC2を有している(第6図(a)
において、コード板12は実際はマスク板13が両者の
各スリットが対応するように上下に重なるが、説明の便
のため両者を引き離して図示している。)。第1のマス
クコードMCIが、図示のように対応するコード板12
上のスリットコードSCのスリットSl、32と一致し
たとき、第2のマスクコードMC2は、図示のように・
スリットSll、SI2を丁度その幅の〃だけ右に偏移
した位置にあるように選定される。
A rotary encoder that generates two-phase pseudo sine wave signals with a phase difference of 90 degrees is called an incremental rotary encoder. As shown in FIG. 5 (al, mountain), the incremental rotary encoder includes a transparent glass-like code plate 12 that rotates around a shaft 11;
Fixed mask plate 13, light emitting element 14 and first and second
It has 15 and 16 light receiving elements (it also often has two light emitting elements). The code plate 12 is arranged on the circumference as shown in Fig. 6 (a).
), slits S + , S 2-5 Ir formed by a vapor deposition pattern at equal intervals on the surface
, 512-., and the mask plate 13 has first and second mask codes MCI and MC2 consisting of one to several slits at positions corresponding to the slits of the code plate 12. (Figure 6(a)
In actuality, the code plate 12 and the mask plate 13 overlap one another so that the respective slits of the two correspond to each other, but for convenience of explanation, the two are shown separated. ). The first mask code MCI corresponds to the code plate 12 as shown.
When the slit SL of the upper slit code SC matches the slit 32, the second mask code MC2 becomes as shown in the figure.
The slits Sll and SI2 are selected to be located at positions shifted to the right by exactly that width.

この結果、コード板12が回転すると、第1及び第2の
マスクコードMC+ 、MC2及びスリットコードSC
を通過する発光素子14の光量はコード板12の角速度
とスリット数の積に比例した出力を発生する。第1のマ
スクコードMCIからの光を受光する第1の受光素子1
5の出力する波形は、第6図中)に示すように、三角波
T+を形成し、この三角波T+に対し、マスクコードM
C2からの光を受光する第2の受光素子16の出力する
三角波T2は90度の位相差を有する。この各三角波T
I及びT2を図示しないフィルタを通して各基本波だけ
を取り出すと第6図(e)に示すように、90°の位相
差をもった2相疑似正弦波信号Ss (−V sinω
t) 、Sl (−V cosωt)が得られる。
As a result, when the code plate 12 rotates, the first and second mask codes MC+, MC2 and slit code SC
The amount of light passing through the light emitting element 14 generates an output proportional to the product of the angular velocity of the code plate 12 and the number of slits. First light receiving element 1 that receives light from the first mask code MCI
The waveform outputted by 5 forms a triangular wave T+, as shown in FIG.
The triangular wave T2 output from the second light receiving element 16 that receives the light from C2 has a phase difference of 90 degrees. Each of these triangular waves T
When only each fundamental wave is extracted through a filter (not shown) of I and T2, a two-phase pseudo sine wave signal Ss (-V sinω
t) , Sl (-V cosωt) is obtained.

尚、角速度ωはDCから約100KHz・2πまで変化
するのでフィルタは不可能である。
Note that since the angular velocity ω changes from DC to about 100 KHz·2π, a filter is not possible.

疑似正弦波信号となるのは光の回折や漏れによるものと
思われ三角波形のピークが丸くつぶれた形になる。
The pseudo-sine wave signal appears to be due to light diffraction or leakage, and the peak of the triangular waveform becomes rounded.

実際の出力は、三角波形と正弦波形の中間の歪んだ波形
になる。
The actual output will be a distorted waveform somewhere between a triangular waveform and a sine waveform.

偏移量測定回路20は、第1及び第2のコンパレータ2
1.22、位相弁別器23及び零ボルトの基準電圧源S
Voからなっている。第1及び第2のコンパレータ21
,22は、入力Sl、S2と零ボルトの基準電圧源SV
oを比較し、入力S     。
The deviation measuring circuit 20 includes a first and a second comparator 2.
1.22, phase discriminator 23 and zero volt reference voltage source S
It consists of Vo. First and second comparators 21
, 22 are the inputs Sl, S2 and the reference voltage source SV of zero volts.
Compare o and input S.

1、Slと同じ位相関係をもった矩形波R1,R2を出
力する0位相弁別器23は、矩形波R1、R2の位相を
比較し、R1に対しR2(すなわちSlに対しSl)が
90度遅れているとき(例えば図示しないサーボモータ
が右回転のとき)はU端子にアップカウント用のパルス
を発生し、90度進んでいるとき(左回転)はD端子に
ダウンカウント用のパルスを発生し、次の段の図示しな
いアップ・ダウン・カウンタに供給する。
1. A 0-phase discriminator 23 that outputs rectangular waves R1 and R2 having the same phase relationship as Sl compares the phases of the rectangular waves R1 and R2, and determines that R2 is 90 degrees with respect to R1 (that is, Sl with respect to Sl). When there is a delay (for example, when the servo motor (not shown) rotates clockwise), a pulse for up-counting is generated at the U terminal, and when it is ahead by 90 degrees (rotating counterclockwise), a pulse for down-counting is generated at the D terminal. and supplies it to an up/down counter (not shown) in the next stage.

次に故障検出回路30について説明すると、第1の乗算
器31はエンコーダ1oの一方の出力51=Vsinω
tを2乗してV2sin2ωtを出力する。第2の乗算
器32はエンコーダの他方の出力52−vcosωtを
2乗してV2C0526)tを出力する。
Next, explaining the failure detection circuit 30, the first multiplier 31 outputs one output 51 of the encoder 1o=Vsinω
V2sin2ωt is output by squaring t. The second multiplier 32 squares the other output 52-vcosωt of the encoder and outputs V2C0526)t.

信号発生器33は、加算器35と平方根回路36を有し
ているが、このうち平方根回路36を用いないこともで
きる。加算器35は第1及び第2の乗算器31.32の
出力を加算する。エンコーダlOからの出力S+、Sl
が、第3図に示すように、正常な動作時の出力、すなわ
ち振幅がVで等しく90度の位相差をもった2相疑似正
弦波信号S l=V sinωtSSz =V cos
a+ tを出力しているときは加算器35の出力はv2
で一定となる。平方根回路36はこの加算器35の出力
v2の平方根を求め、出力信号TS (=V)を出力す
る。出力信号TSとしてはVの代りにv2を使用するこ
とができるが、その場合は、平方根回路36は不要とな
る。
The signal generator 33 includes an adder 35 and a square root circuit 36, but the square root circuit 36 may not be used. Adder 35 adds the outputs of first and second multipliers 31,32. Output S+, Sl from encoder lO
However, as shown in Fig. 3, the output during normal operation, that is, a two-phase pseudo sine wave signal S with an equal amplitude of V and a phase difference of 90 degrees.
When outputting a+t, the output of the adder 35 is v2
becomes constant. The square root circuit 36 finds the square root of the output v2 of the adder 35 and outputs an output signal TS (=V). It is possible to use v2 instead of V as the output signal TS, but in that case, the square root circuit 36 becomes unnecessary.

故障判別器34は、第1及び第2の比較器37.38及
びオア回路39を有している。第1の比較器37には、
第7図中)に示すように、Sl、Slの正規の振幅Vに
対し所定レベル低い値の第1の基準電圧源SVsが供給
されており、出力信号TSのレベルがこのSVsより低
いときに出力を発生する。第2の比較器38には、第7
図中)に示すように、■に対し所定レベル高い値の第2
の基準電圧源SV2が供給されており、出力信号TSの
レベルがこのSV2より低くなるときに出力を発生する
。オア回路39は第1及び第2の比較器37.38の少
くとも一方から出力が供給されたとき故障信号FSを出
力する。第1及び第2の基準電圧#SVI、SV2は出
力信号TSが信号Sl、S2の振幅■である場合とV2
である場合に応じて異なった値に設定されるが、その設
定の仕方は、次のエンコーダ10の故障状態又は異状状
態における故障検出回路30の動作説明の中で合せて説
明する。
The failure discriminator 34 includes first and second comparators 37 and 38 and an OR circuit 39. The first comparator 37 has
As shown in FIG. 7), a first reference voltage source SVs having a predetermined level lower value than the normal amplitude V of Sl and Sl is supplied, and when the level of the output signal TS is lower than this SVs, Generate output. The second comparator 38 includes a seventh
(in the figure), the second value is a certain level higher than ■.
A reference voltage source SV2 is supplied, and an output is generated when the level of the output signal TS becomes lower than this SV2. The OR circuit 39 outputs a fault signal FS when an output is supplied from at least one of the first and second comparators 37 and 38. The first and second reference voltages #SVI and SV2 are different from each other when the output signal TS has the amplitude ■ of the signals Sl and S2 and when the output signal TS has the amplitude
It is set to a different value depending on the case, and how to set it will be explained in the following explanation of the operation of the failure detection circuit 30 in a failure state or an abnormal state of the encoder 10.

エンコーダ10は次のような諸原因により、出力が停止
したり、異状出力を発生し、正常なサーボ動作が行われ
ないようになる。
The encoder 10 may stop outputting or generate abnormal output due to the following causes, and the normal servo operation may not be performed.

■ コード板12とマスク板13の間のギャップに変動
が生じたとき。
(2) When the gap between the code plate 12 and the mask plate 13 changes.

コード板12とマスク板13間(第5図(a)参照)の
ギャップはパターン数によって異なるが約100μm±
20μm程度である。このギャップが例えばシャフト1
1の軸方向のずれにより変動すると、2相信号S+、3
2間の位相差はほとんど変化せず90度であるが、信号
の振幅とオフセント量が大きく変化する。例えばギャッ
プが狭(なるとSl、S2の振幅が大となり、広くなる
と振幅が小となり、かつ、Slとs2・の振幅の変化程
度も異なってくる。出力S+、S2のオフセント量及び
振幅比が変化すると、エンコーダ1oの出力31,32
のリサージュ波形は、第8図(a)、(blに示す如く
変化する。ここでPaは正常な場合、PlはS2に0.
5 Vのオフセットが生じたとき、P2はSlとS2に
0.5 Vのオフセントが生じたとき、P3はS2に0
.5vの振幅変化が生じたとき、P4はS2に2vの振
幅変化が生じたときのリサージュ波形を示す。PlとP
2の場合は第1及び第2の比較器37.38がともに出
力を発生し、P3の場合は第1の比較器37から、P4
の場合は第2の比較器38からそれぞれ出力を発生する
が、いずれの場合もオア回路39は故障信号FSを出力
する。
The gap between the code plate 12 and the mask plate 13 (see Fig. 5(a)) varies depending on the number of patterns, but is approximately 100 μm±.
It is about 20 μm. This gap is, for example, shaft 1
If it fluctuates due to the axial deviation of 1, the 2-phase signal S+, 3
Although the phase difference between the two signals hardly changes and is 90 degrees, the amplitude and offset amount of the signal change greatly. For example, if the gap is narrow, the amplitudes of Sl and S2 will be large, and if the gap is wide, the amplitudes will be small, and the degree of change in the amplitudes of Sl and s2 will also be different.The offset amount and amplitude ratio of the outputs S+ and S2 will change. Then, the outputs 31 and 32 of the encoder 1o
The Lissajous waveform changes as shown in FIG. 8(a) and (bl).Here, when Pa is normal, Pl is 0.
When an offset of 5 V occurs, P2 is applied to Sl and S2. When an offset of 0.5 V occurs, P3 applies 0 to S2.
.. When an amplitude change of 5V occurs, P4 shows a Lissajous waveform when an amplitude change of 2V occurs in S2. Pl and P
In the case of P3, the first and second comparators 37, 38 both generate an output, and in the case of P3, the output is output from the first comparator 37, P4.
In each case, the second comparator 38 generates an output, but in either case, the OR circuit 39 outputs the failure signal FS.

■ シャフト11とコード板12の回転中心にずれが生
じたとき。
■ When the rotation centers of the shaft 11 and code plate 12 are misaligned.

シャフト11とコード板12の偏心をΔ、コード板12
のスリットまでの半径をRとすると、コ     メー
ト板12の一回転について角度誤差は±Δ/Rの振幅で
正弦波状に現われる。このとき、2相疑似正弦波信号S
t、S2の光路は機械的位置がずれて取り付けられてい
るたど、両信号の位相差はコード板12の一回転を周期
として90度から変化する。ただし、両信号の振幅、オ
フセント量については殆んど変化し4いが、シャフト1
1の曲がりによってコード板12の回転中心にずれが生
じたときは(シャフトの曲がりによりすきまも変化する
)振幅も変化することになる。
The eccentricity of the shaft 11 and the code plate 12 is Δ, and the code plate 12
When the radius to the slit is R, the angular error for one rotation of the comet plate 12 appears in the form of a sine wave with an amplitude of ±Δ/R. At this time, the two-phase pseudo sine wave signal S
Since the optical paths of t and S2 are installed with mechanical positions shifted, the phase difference between the two signals changes from 90 degrees with one rotation of the code plate 12 as a period. However, the amplitude and offset amount of both signals hardly change, but the shaft 1
When the center of rotation of the code plate 12 shifts due to the bending of the shaft (the gap also changes due to the bending of the shaft), the amplitude also changes.

この場合の出力信号TSは5tSS2の位相差変動によ
り、■を中心に上、下に非対称に複雑に変化し、第1、
第2の基準電圧源SV+ 、SV2のレベルを越えて上
、下に変化するので故障の有無が容易に発見される。
In this case, the output signal TS changes asymmetrically and complexly upward and downward centering on ■ due to the phase difference fluctuation of 5tSS2.
Since the voltage changes above and below the level of the second reference voltage sources SV+ and SV2, the presence or absence of a failure can be easily discovered.

2相疑似正弦波信号St、S2の位相差が90度である
ことにより回転方向を正確に知ることができるが、両信
号の位相差が0度あるいは180度に近くなると回転方
向が判別できなくなり暴走する。
If the phase difference between the two-phase pseudo sine wave signals St and S2 is 90 degrees, the rotation direction can be accurately determined, but if the phase difference between both signals approaches 0 degrees or 180 degrees, the rotation direction cannot be determined. Go wild.

■ コード板12とマスク#1t13に相対位置ずれが
生じたとき。
(2) When a relative positional shift occurs between the code plate 12 and the mask #1t13.

マスク板13の取り付けのゆるみやシャフト11の軸受
の摩耗等によりコード板1,2とマスク板13の各コー
ドパターンの中心が同心でなくなる状態が生じると、2
相疑似正弦波信号St、S2の位相差が90度からずれ
てぐる。このときの位相ずれはコード板12の回転周期
とは関係なく一定量となる。しかしながら両信号の振幅
、オフセット量はあまり変化しない。第8図(C)は、
2相疑似正弦波信号S+、S2に位相ずれが生じた場合
のりサージュ波形を示したもので、Paは正常な場合、
P5はS2が30°ずれたとき、P6はS2が60°ず
れたとき、PlはS2が90°ずれたときのりサージュ
波形(a図)と、出力信号TS (b図)の各波形を示
す。ps、ps、Plのいずれの場合も第1及び第2の
比較器37.38は出力を発生するので、オア回路39
は故障信号  −FSを出力する。
If the centers of the code patterns on the code plates 1 and 2 and the mask plate 13 are no longer concentric due to loose attachment of the mask plate 13 or wear of the bearing of the shaft 11, etc., 2.
The phase difference between the pseudo sine wave signals St and S2 deviates from 90 degrees. The phase shift at this time is a constant amount regardless of the rotation period of the code plate 12. However, the amplitude and offset amount of both signals do not change much. Figure 8(C) is
This shows the surge waveform when a phase shift occurs in the two-phase pseudo sine wave signals S+ and S2, and when Pa is normal,
P5 shows the surge waveform (Figure a) when S2 shifts by 30 degrees, P6 shows the waveform when S2 shifts by 60 degrees, and Pl shows the waveforms of the output signal TS (Figure b) when S2 shifts by 90 degrees. . Since the first and second comparators 37 and 38 generate outputs in all cases of ps, ps, and Pl, the OR circuit 39
outputs a fault signal -FS.

以上の原因の他にも、例えば第8図に示す如く、種々の
ケースが考えられるが、いずれの場合にも、2相疑似正
弦波信号St、S2の振幅変化、位相ずれとなって表わ
れるので、故障検出回路30により、故障の有無を容易
に発見することができる。
In addition to the above-mentioned causes, various cases can be considered, for example as shown in Fig. 8, but in any case, it appears as amplitude changes and phase shifts of the two-phase pseudo sine wave signals St and S2. Therefore, the presence or absence of a failure can be easily discovered by the failure detection circuit 30.

また第1及び第2の基準電圧源SV+、SV2の値は、
これら種々の原因で発生するエンコーダの異状状態の態
様とそのときの出力信号TSの波形から統計的に選定さ
れる。
Furthermore, the values of the first and second reference voltage sources SV+ and SV2 are as follows:
It is statistically selected based on the abnormal state of the encoder that occurs due to these various causes and the waveform of the output signal TS at that time.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで前記の故障検出回路30では、qまたは、A2
 +82の計算をサーボモータが高速で回転していると
きに実時間で行なわなければならないので、マイクロコ
ンピュータのようにディジタル演算器で前記の計算を行
うときには実現不可能な程の高速のものを必要とする。
By the way, in the above failure detection circuit 30, q or A2
Since the calculation of +82 must be performed in real time while the servo motor is rotating at high speed, it is necessary to use a high-speed device that is impossible to perform when performing the above calculation with a digital arithmetic unit such as a microcomputer. shall be.

もし実時間でこの計算が可能な、高速のディジタル乗算
器は非常に高価であり、このようなものを使用するとき
はきわめて高価なものとなる。またアナログの演算器(
アナログ乗算器、平方根演算器)を用いたときは、装置
が大形化し、しかも価格的にも高いものになる。
If a high speed digital multiplier could perform this calculation in real time, it would be very expensive; Also, analog computing units (
When an analog multiplier, square root calculator) is used, the device becomes larger and moreover expensive.

そのうえ、アナログ乗算器や平方根演算器にはオフセン
ト変動があるため、可変抵抗器により個々の部品のオフ
セット調整が必要となる。そのため調整工数が増大する
のみならず、オフセットの温度変化、オフセット量の経
年変化等のためオフセットレベルが変動し、例えばその
比較レベルが不安定となり、故障検出回路30への信頼
度自身にも問題があった。
Furthermore, analog multipliers and square root operators have off-cent fluctuations, so it is necessary to adjust the offset of individual components using variable resistors. Therefore, not only does the amount of adjustment work increase, but the offset level fluctuates due to changes in the temperature of the offset, changes in the amount of offset over time, etc., and for example, the comparison level becomes unstable, causing problems in the reliability of the failure detection circuit 30 itself. was there.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前記の如き問題点を解決した、より小形で低価格でかつ
高信頼度のものを提供するため、本発明の物体移動検出
器の故障検出回路では、物体の移動に伴って物体の移動
量に応じた互いに位相の異なる2つの正弦波状信号を出
力する物体移動検出器の故障検出回路において、前記正
弦波信号をディジタル量に変換するアナログ−ディジタ
ル変換器を設け、前記2相の正弦波状信号をそれぞれデ
ィジタル量に変換した情報に対して故障検知情報を一意
に結びつける対応表が記録された記憶手段を設けたこと
を特徴とする。              ′〔作用
〕 これにより、ディジタル的に処理を行うことができるの
で、演算速度を速(して実時間制御を容易に行うことが
できるのみならず、ディジタル回路で処理できるためオ
フセットレベル等の変動もなく、正確な制御を行うこと
ができる。
In order to solve the above-mentioned problems and provide a more compact, low-cost, and highly reliable object movement detector, the failure detection circuit of the object movement detector of the present invention detects the amount of movement of the object as it moves. In a fault detection circuit for an object movement detector that outputs two sinusoidal signals having different phases according to the signal, an analog-to-digital converter for converting the sinusoidal signal into a digital quantity is provided, and the two-phase sinusoidal signal is The present invention is characterized in that a storage means is provided in which a correspondence table is recorded that uniquely associates failure detection information with information converted into digital quantities. ′ [Function] This allows processing to be performed digitally, which not only speeds up calculation speed (and facilitates real-time control), but also reduces fluctuations in offset levels, etc. because it can be processed by digital circuits. It is possible to perform accurate control without any problems.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を第1図及び第2図にもとづき説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 and 2.

第1図は本発明の一実施例構成図、第2図(alはその
ROM (Read 0nly Memory)構成図
、同(blはモータの回転につれてROMのアドレスが
選択されていくときの軌跡である。
Figure 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, Figure 2 (al is a configuration diagram of its ROM (Read Only Memory), and figure 2 (bl is a locus when ROM addresses are selected as the motor rotates). .

図中、lはモータであってその移動状態が制御、監視さ
れるサーボモータ、2はエンコーダであって第3図のエ
ンコーダ10に対応するもの、3は第1アナログ−ディ
ジタル変換器−(以下第1A/D変換器という)、4は
第2A/D変換器、5はROM、6は位相弁別器であっ
て第3図の位相弁別器23に対応するもの、7はラッチ
であってエンコーダ故障のときにエンコーダ故障検知信
号FSがセットされるもの、8はアンプ・ダウン・カウ
ンタである。
In the figure, l is a motor whose movement state is controlled and monitored by a servo motor, 2 is an encoder corresponding to the encoder 10 in FIG. 3, and 3 is a first analog-to-digital converter (hereinafter referred to as 4 is a second A/D converter, 5 is a ROM, 6 is a phase discriminator which corresponds to the phase discriminator 23 in FIG. 3, and 7 is a latch and an encoder. 8 is an amplifier down counter to which the encoder failure detection signal FS is set when a failure occurs.

本発明ではまずエンコーダ2の2相出力をそれぞれA/
D変換してディジタル量とし、次にこれらの信号をRO
M5のアドレス入力に導くことにより、このROM5に
書かれた対応表に基づいてエンコーダの故障判定を行う
ようにしたものである。
In the present invention, first, the two-phase output of the encoder 2 is
D-convert them into digital quantities, and then convert these signals into RO
By leading to the address input of M5, a failure determination of the encoder is made based on the correspondence table written in this ROM5.

エンコーダ2は、例えばインクリメンタル形のロータリ
エンコーダであり、モータ1の回転軸に結合され、この
モータ軸の回転角を検出するセンサを構成する。このロ
ータリ式のエンコーダ2の出力信号は、モータ軸の1回
転について数100〜数1000サイクルの正弦波状信
号を互いに90°の位相差をもつ2相信号A、Bとして
出力ししている。これらの信号A、Bは次式で表わすこ
とができる。
The encoder 2 is, for example, an incremental rotary encoder, and is coupled to the rotating shaft of the motor 1, and constitutes a sensor that detects the rotation angle of the motor shaft. The rotary encoder 2 outputs a sinusoidal signal of several hundred to several thousand cycles per revolution of the motor shaft as two-phase signals A and B having a phase difference of 90 degrees. These signals A and B can be expressed by the following equations.

B=Vsina+t ここでωはモータの回転速度に比例しており、符号上は
正回転のとき+、逆回転のとき−である。
B=Vsina+t Here, ω is proportional to the rotational speed of the motor, and the sign is + for forward rotation and - for reverse rotation.

次にこれらの信号A、Bを第1A/D変換器3および第
2A/D変換器4により−V〜+Vを含む範囲のディジ
タル量A’、B’に変換する。いまこれらを6ビツトの
アナログ−ディジタル変換器とすると、−V〜+Vを完
全に含むアナログ量の範囲に対して(000000)2
〜(111111)2の6段階のディジタル量に対応さ
せ石ことができる。そしてこれらの6ビツトのA’、B
’のデータをまとめて12ビツトのデータとし、ROM
5のアドレス選択入力に導く、この場合のROM5は2
 −4096通りのアドレスに対して1ビツトの出力情
報であるエンコーダ故障検知信号FSが対応している。
Next, these signals A and B are converted by the first A/D converter 3 and the second A/D converter 4 into digital quantities A' and B' in a range including -V to +V. Now, if these are 6-bit analog-to-digital converters, the range of analog quantities that completely includes -V to +V is (000000)2.
Stones can be made to correspond to six levels of digital quantities from ~(111111)2. And these 6 bits A', B
' data is combined into 12-bit data, and the ROM
In this case, ROM5 is 2.
The encoder failure detection signal FS, which is 1-bit output information, corresponds to -4096 addresses.

ROM 5の詳細を、第2図(a)により更らに具体的
に説明する。ROM5は故障検知信号対応図表が記入さ
れており、この対応図表の列はA′の値を(00000
0)2から(111111)2まで64分割しており、
また対応図表の行はB′の値をこれまた(000000
)zから(111111)2まで64分割している。こ
の図表の中に示す“O″と“1″の値はROMの出力で
ある1ビツトの故障検知情報FSO値を示しており、原
点を中心とした2つの同心円で囲まれた内側はすべて“
0”が記入され、また2つの同心円の外側(第2図(a
)の斜線部分)はすべて“1”が記入されている。ここ
で“0”はエンコーダ2が正常な動作をしていることを
示し、“1″はエンコーダ2に異常が生じたことを示す
。なおこの第2図(a)の同心円は、第7図(b)のS
V+、SV2に対応しているものであるが、後述詳記す
るような手法で定められる。ところで、この対応図表は
マトリックスであり、1つのアドレスが占める領域が微
小な正方形であるのに対してエンコーダ故障検知情報の
値の境界は弧であるが、その境界にあるアドレスの故障
検知情報の値はどちらか面積の広い方にすれば対応表を
作ることができる。
Details of the ROM 5 will be explained in more detail with reference to FIG. 2(a). A failure detection signal correspondence chart is written in ROM5, and the column of this correspondence chart shows the value of A' (00000
It is divided into 64 parts from 0)2 to (111111)2,
Also, the row of the corresponding chart shows the value of B' again (000000
)z to (111111)2 is divided into 64 parts. The values “O” and “1” shown in this chart indicate the 1-bit failure detection information FSO value that is the output of the ROM, and the values inside the two concentric circles centered on the origin are all “
0” is entered, and the outside of the two concentric circles (Fig. 2 (a)
) are all filled with "1". Here, "0" indicates that the encoder 2 is operating normally, and "1" indicates that an abnormality has occurred in the encoder 2. Note that the concentric circles in Fig. 2(a) correspond to S in Fig. 7(b).
Although it corresponds to V+ and SV2, it is determined by a method described in detail later. By the way, this correspondence diagram is a matrix, and while the area occupied by one address is a tiny square, the boundaries of the encoder failure detection information values are arcs, and the failure detection information of the addresses on the boundaries are arcs. A correspondence table can be created by setting the value to the one with the larger area.

かくしである瞬時においては、モータ1の回転    
At a hidden instant, the rotation of motor 1
.

角に対応してROM5の4096通りのアドレスの内の
ただ1つが選択され、これに対応した故障検知情報の値
が1つ選ばれることになる。したがってもしもこの故障
検知情報FSが“1”であればこれがランチ7に保持さ
れてエンコーダ故障を知らせるアラーム信号が出力され
ることになる。
Only one of the 4096 addresses in the ROM 5 is selected corresponding to the corner, and one value of the failure detection information corresponding to this is selected. Therefore, if this failure detection information FS is "1", it will be held in the lunch 7 and an alarm signal will be output to notify the encoder failure.

ここで先に示したように、信号A、Bが、A : V 
sin (6) t +りB  :  V  sinω
 t の場合には、第2図(blの円形の軌跡上を正回転の場
合は左まわりに、逆回転の場合は右まわりにROM5の
アドレスが選択されてゆく。エンコーダ2が正常に動作
しているときは、この円形の軌跡は、第2図中)の如く
、ROM5内の対応表の値が“0”のところだけ通過す
るので、そのROM5の出力FSは0″の値のみを出力
する。
Here, as shown earlier, the signals A and B are A: V
sin (6) t + riB: V sinω
t, the address of the ROM 5 is selected counterclockwise in the case of forward rotation and clockwise in the case of reverse rotation on the circular locus shown in Fig. 2 (bl).Encoder 2 operates normally. As shown in Figure 2), this circular trajectory passes only where the value of the correspondence table in ROM5 is "0", so the output FS of that ROM5 outputs only the value of "0". do.

ところで、第1図における位相弁別器6とアップ・ダウ
ン・カウンタ8はモーターの回転量を計測する手段であ
り、公知のものであるので簡単に説明する。第1図の位
相弁別器6は第4図の位相弁別器23に対応し、信号P
、Qは第4図のR1、R2に対応し、信号up、dNは
第4図のU、 Dに対応する。また第4図のコンパレー
タ21.22の機能は、第1図では第1A/D変換器3
、第2A/D変換器4およびROM5で代行することが
できる。このため、第2図(alの対応表と重なった別
の対応表により、 A≧0のときP=“1” A<0のときP=″0゛ BaOのときQ=′1″ B<0のときQ=“0” と対応付けすればよい。モしてA又はBの信号がOvを
横切るときに、位相弁別器6がその回転方向に応じてu
pパルス又はdNパルスを発生し、カウンタ8はこれを
計数することになる。
Incidentally, the phase discriminator 6 and up/down counter 8 in FIG. 1 are means for measuring the amount of rotation of the motor, and since they are well known, they will be briefly explained. The phase discriminator 6 in FIG. 1 corresponds to the phase discriminator 23 in FIG.
, Q correspond to R1 and R2 in FIG. 4, and signals up and dN correspond to U and D in FIG. In addition, the functions of the comparators 21 and 22 in FIG. 4 are the functions of the first A/D converter 3 in FIG.
, the second A/D converter 4 and the ROM 5. Therefore, according to another correspondence table that overlaps with the correspondence table in Figure 2 (al), when A≧0, P=“1” When A<0, P=“0゛When BaO, Q=’1” B< When it is 0, it should be associated with Q=“0”.Moreover, when the signal A or B crosses Ov, the phase discriminator 6 selects u according to its rotation direction.
A p pulse or a dN pulse is generated, and the counter 8 counts this.

したがってエンコーダ2が正常に動作しているときは、
第2図中)の円形の軌跡がA=0又はB=0の線上を横
切るところ、すなわち同図で黒丸印のところで、軌跡が
左まわりのときupパルスが発生し、右まわりのときd
Nパルスが発生して、モータlの回転角を忠実に計測で
きることになる。
Therefore, when encoder 2 is operating normally,
At the point where the circular trajectory (in Figure 2) crosses the A=0 or B=0 line, that is, at the black circle mark in the same figure, an up pulse is generated when the trajectory is counterclockwise, and d when it is clockwise.
N pulses are generated, and the rotation angle of the motor l can be measured faithfully.

つまりエンコーダ2相正弦波状信号の1周期の間に、第
2図(blの円形の軌跡が4つの象限を1回ずつ通過し
ていなければアンプ・ダウン・カウンタ8はモータ1の
正しい回転角を示さな(なる。
In other words, if the circular locus shown in Figure 2 (bl) does not pass through each of the four quadrants once during one period of the encoder two-phase sinusoidal signal, the amplifier down counter 8 will detect the correct rotation angle of the motor 1. Don't show (naru)

ここで前記位相弁別器の構成を、第9図面の簡単な説明
する。この位相弁別器は第9図(alに示す如く、4個
のフリップフロップFFl−FF4と21固のインバー
タINI、IN2と4個のアンド回路a1〜a4で構成
される矩形信号出力部と、同(blに示す如く4個のア
ンド回路a5〜a8とオア回路ORIにより構成される
upパルス出力部と、同(C1に示す如く4個のアンド
回路a9〜a12とオア回路OR2により構成されるd
Nパルス出力部等により構成されている。第9図(al
に示す如く、信号P、Qが入力されたときインバータI
NL、IN2より出力される百、石及びアンド回路al
−84より出力されるP、Qのそれぞれの立上り、立下
り信号を同(b)、(C)に示すupパルス出力部とd
Nパルス出力部の各アンド回路a5〜a8、a9〜a1
2に図示の状態で入力することにより、それぞれオア回
路ORI、OR2よりupパルスおよびdNパルスが得
られる。なお信号P、QとこれらのupパルスとdNパ
ルスの関係は、第9図(d)、(e)に示す通りである
Here, the configuration of the phase discriminator will be briefly explained with reference to the ninth drawing. As shown in FIG. 9 (al), this phase discriminator has a rectangular signal output section composed of four flip-flops FFl-FF4, 21-wire inverters INI, IN2, and four AND circuits a1 to a4. (As shown in bl, there is an up pulse output section consisting of four AND circuits a5 to a8 and an OR circuit ORI, and (as shown in C1, there is an up pulse output section consisting of four AND circuits a9 to a12 and an OR circuit OR2.
It is composed of an N pulse output section and the like. Figure 9 (al
As shown in the figure, when signals P and Q are input, inverter I
Hundred, stone and AND circuit al output from NL, IN2
The rising and falling signals of P and Q output from -84 are shown in (b) and (c) of the up pulse output section and d
Each AND circuit a5 to a8, a9 to a1 of the N pulse output section
2 in the illustrated state, an up pulse and a dN pulse are obtained from OR circuits ORI and OR2, respectively. The relationship between the signals P and Q and these up pulses and dN pulses is as shown in FIGS. 9(d) and (e).

第3図の(al〜(f)はいずれもアップ・ダウン・カ
ウンタ8が正しく計数できない場合に第2図上でROM
アドレスが選択される軌跡を示している。
(al to (f) in Fig. 3 are all ROM in Fig. 2 when the up/down counter 8 cannot count correctly.
It shows the trajectory by which addresses are selected.

ここで、第3図(alはマスク板取付けねじのゆるみと
オフセット変動のある場合を示し、同(b)は軸受けの
スラスト方向のゆるみでコード板とマスク板のギャップ
が広がったときを示し、同(C1はマスク板又はコード
板の汚れやキズによるドロップアウトの存在するときを
示し、同(d)はB相出力線の断線した場合を示し、同
(e)はコネクタ抜けですべて断線又は十電源線の断線
の場合を示し、同(f)は−電源線の断線の場合を示す
。これらの場合には、第2図より明らかな如く、エンコ
ーダ2の故障検知が可能であり、ROM5よりエンコー
ダ故障検知信号FSが11”となるときが存在する。こ
のエンコーダ故障検知信号FSが一瞬でも“1”と  
   べなれば、第1図に示すラッチ7はその出力を1
”にして、以降リセット入力があるまで“1″を保持し
、エンコーダ故障を示すアラーム信号を出力する。
Here, Fig. 3 (al) shows the case where there is loosening of the mask plate mounting screw and offset fluctuation, and Fig. 3 (b) shows the case where the gap between the code plate and the mask plate widens due to loosening of the bearing in the thrust direction. (C1 indicates when there is a dropout due to dirt or scratches on the mask board or code board, (d) indicates when the B phase output line is disconnected, and (e) indicates that all wires are disconnected or disconnected due to disconnection of the connector.) (f) shows a case where the - power line is disconnected. In these cases, as is clear from Fig. 2, it is possible to detect a failure in the encoder 2, and the ROM5 Therefore, there are times when the encoder failure detection signal FS becomes ``11''.
If so, the latch 7 shown in FIG.
” and thereafter holds “1” until a reset input is received, and outputs an alarm signal indicating encoder failure.

特にアップ・ダウン・カウンタ8の計測値をモータ1に
フィードバックする、いわゆるサーボ制御を行っている
ときは、この計測値に誤まりがあるとモータlが暴走す
ることがあるので、このような場合にラッチ7の出力が
“l”のときは直ちにサーボ制御を中断すべきである。
Especially when performing so-called servo control in which the measured value of up/down counter 8 is fed back to motor 1, if there is an error in this measured value, motor l may run out of control. When the output of latch 7 is "L", servo control should be immediately interrupted.

また、第3図(g)はエンコーダのコード板を支える軸
受のラジアル方向のゆるみにより偏心状態を示す。A、
Bをそれぞれ差動で検知しているときは、オフセットの
ずれは出にくくなり、このようなときの故障状態は検出
されにくいが、本発明はこのような場合でも検出するこ
とができる。
Further, FIG. 3(g) shows an eccentric state due to loosening in the radial direction of the bearing supporting the code plate of the encoder. A,
When B is detected differentially, offset deviations are less likely to occur and failure conditions in such cases are difficult to detect, but the present invention can detect even in such cases.

第3図(hlは軸受けのスラスト方向のゆるみによりマ
スク板とコード板のギャップが広がった状態を示す。こ
のような場合も、A、Bをそれぞれ差動で検知している
ときはオフセットのずれは出にくくなり故障検出がむづ
かしかったものが、このような場合でも検出することが
できる。
Figure 3 (hl indicates a state in which the gap between the mask plate and the code plate has widened due to loosening of the bearing in the thrust direction.In this case, if A and B are detected differentially, the offset deviation will occur. Although it was difficult to detect faults due to the difficulty in detecting them, it is now possible to detect them even in such cases.

第3図(i)は軸受けのスラスト方向のゆるみによりマ
スク板とコード板の間のギャップが狭くなった状態を示
す。なお、この軌跡は、第2図の大きな円の外側の@1
′領域に存在するものである。
FIG. 3(i) shows a state in which the gap between the mask plate and the code plate is narrowed due to loosening of the bearing in the thrust direction. Note that this trajectory is located at @1 outside the large circle in Figure 2.
’ region.

このような場合も、A、Bをそれぞれ差動で検知してい
るときはオフセットのずれは出にくぐなり、故障検出が
むづかしかったものが検出可能となる。
Even in such a case, when A and B are detected differentially, offset deviations will not occur, and faults that were difficult to detect can now be detected.

前記第3図(IE)〜【υではエンコーダ2相出力の変
化の原因が、前記の如くエンコーダのコード板を支える
軸受けのゆるみであるとか、マスク板を取付けたネジの
ゆるみである場合には、そのゆるみが更に進んでスリッ
トパターンにキズを付ける前に運転を止めなければなら
ない場合がある。またモータの軸受のゆるみがエンコー
ダの回転軸を押している場合もあり、この時はモータの
ロータとステータの接触に至る前に止めることが心嚢で
ある。つまりゆるみがはじまるとその後は急速にゆるみ
が進行するので致命的な故障に至る前に運転を止めるこ
とが要求される場合も、エンコーダの敏感さを利用して
早期検出が可能である。  。
In Fig. 3 (IE) ~ [υ], if the cause of the change in the encoder two-phase output is the loosening of the bearing that supports the code plate of the encoder as described above, or the loosening of the screws that attach the mask plate, then , operation may have to be stopped before the loosening progresses further and the slit pattern is damaged. In addition, there are cases where a loose motor bearing is pushing the encoder's rotating shaft, and in this case, it is important to stop the rotor and stator of the motor before they come into contact. In other words, once loosening begins, the loosening progresses rapidly, so even if it is required to stop operation before a fatal failure occurs, early detection is possible using the sensitivity of the encoder. .

このような理由から、第2図の対応表の“0”と11”
との境界となる2つの同心円の半径の差を小さくして検
知感度を高くしたいが、正常なエンコーダでもある程度
は加工や組立精度から(るシャフトの曲がり等による固
有の位相差の変動、高速回転時の光検知器の周波数特性
による振幅の減少、信号のオフセントの周囲温度等によ
る変動などを許容しなければならない。したがって故障
検知感度である第2図の同心円の半径は両者の妥協点と
して定められることになる。
For this reason, "0" and "11" in the correspondence table in Figure 2
Although it is desired to increase the detection sensitivity by reducing the difference in the radius of the two concentric circles that form the boundary between the It is necessary to allow for the reduction in amplitude due to the frequency characteristics of the photodetector at the time of the test, and fluctuations in the offset of the signal due to the ambient temperature, etc. Therefore, the radius of the concentric circles in Figure 2, which represents the failure detection sensitivity, is determined as a compromise between the two. It will be done.

また第2図では2つの同心円を設定しているが、例えば
小さい方の同心円のみとし、円の内側を“1″、外側を
“O″としてもよい。
Further, although two concentric circles are set in FIG. 2, for example, only the smaller concentric circle may be used, and the inside of the circle may be set as "1" and the outside as "O".

同心円の小さい方だけを使う場合は、第3図(1)のよ
うに、コード板とマスク板のギャップが狭くなったこと
による異常が検知できないので、同心円2つを使う場合
に比べて効果は小さいと言える。
If only the smaller concentric circle is used, as shown in Figure 3 (1), abnormalities due to the narrowing of the gap between the code plate and the mask plate cannot be detected, so the effect is less than when using two concentric circles. You can say it's small.

しかしモータシャフトとエンコーダシャフトの間にフレ
キシブル・カップリングを使う場合はエンコーダシャフ
トに無理な力がかからなくなり、ギャップが狭くなると
いう異常の発生は少なくなるので、同心円の小さい方だ
け使うことも考えられる。
However, when using a flexible coupling between the motor shaft and the encoder shaft, no undue force is applied to the encoder shaft, and abnormalities such as narrowing of the gap are less likely to occur, so consider using only the smaller concentric circle. It will be done.

なお、前記の説明ではエンコーダ故障検知情報のビット
数を1ビツトとして正常と異常の2通りの出力で説明し
たが、ROMの出力を複数ビット、例えば2ビ、トとし
、第2図の小さい方の同心円の内側にきたときと、大き
い同心円の外側にきたときを区別するようにすれば、異
當伏態の種別がある程度識別できる場合がある。また、
第2図の小さい同心円のさらに内側にも同心円を設4J
て警報のみで運転を続けるケースと中止するケースのよ
うに分類してもよい。同様に第2図の大きい同心円の外
側にさらに同心円を設けることもできる。
In addition, in the above explanation, the number of bits of encoder failure detection information is 1 bit, and two types of output, normal and abnormal, are explained. However, if the output of the ROM is set to multiple bits, for example, 2 bits, By distinguishing between when the person is inside the concentric circle and when the person is outside the larger concentric circle, it may be possible to distinguish the type of abnormal posture to some extent. Also,
Concentric circles are placed further inside the small concentric circles in Figure 2 4J
It may be classified into cases where operation is continued with only a warning and cases where operation is stopped. Similarly, further concentric circles may be provided outside the large concentric circle shown in FIG.

勿論ROMの出力を複数ビットとしたとき、前記P、Q
を含まれることもできる。
Of course, when the output of the ROM is made into multiple bits, the above P, Q
can also be included.

また第2図では説明の簡単のため、A、Bの信号が0(
V)を中心に±V (V)のように正負に振れる場合に
ついて説明しているが、勿論0 (VJを中心にしない
場合も可能であり、その場合は第1A/D変換器と第2
A/D変ti器のアナログ入力信号の変換範囲を単にシ
フトすればよい。
Also, in Fig. 2, for ease of explanation, the signals A and B are 0 (
The explanation is about the case where the center can swing positive or negative like ±V (V), but of course it is also possible to not center around 0 (VJ), and in that case, the first A/D converter and the second A/D converter
It is sufficient to simply shift the conversion range of the analog input signal of the A/D converter.

このように本発明によればエンコーダの故障に起因する
サーボモータの暴走を未然に防止することは勿論、機械
系の異常を早期にキャッチして致命的な故障に至る前に
運転を止めるというようなことを、シンプルな回路構成
で、しかも高速に、高信頼度で検知することができる。
As described above, the present invention not only prevents the servo motor from running out of control due to encoder failure, but also detects abnormalities in the mechanical system at an early stage and stops operation before a fatal failure occurs. It is possible to detect things quickly and with high reliability using a simple circuit configuration.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明では、第1図に示すアンプ・ダウ
ン・カウンタ8の計数動作のためのパルス発生系と、エ
ンコーダ故障検知系がROM5の中で分岐されており、
しかもいずれもディジタル処理であることから、第3図
に示す従来の場合がエンコーダ故障検知系をアナログ演
算回路で構成する場合に比較してはるかに高信頼度が得
られる。
As described above, in the present invention, the pulse generation system for the counting operation of the amplifier down counter 8 shown in FIG. 1 and the encoder failure detection system are separated in the ROM 5,
Moreover, since both processes are digital processing, the conventional case shown in FIG. 3 has much higher reliability than the case where the encoder failure detection system is constructed from an analog calculation circuit.

また、本発明ではエンコーダ故障の判定をROMのみで
行うことから、従来のようにエンコーダ故障検知系をデ
ィジタル演算器で%又はA2 +82の演算を行ないそ
の値を判定する場合に比べてはるかに高速かつ安価に構
成できる。
In addition, in the present invention, since encoder failure determination is performed only using ROM, the encoder failure detection system is much faster than the conventional case where the encoder failure detection system calculates % or A2 + 82 using a digital calculator and determines the value. And it can be constructed at low cost.

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

第1図は本発明の一実施例構成図、第2図(alはRO
Mの構成図、第2図(b)はモータの回転につれてRO
Mのアドレスが選択されていくときの軌跡、第3図は本
発明で故障とみなす場合の例、第4図は従来例、第5図
はエンコーダの構成図、第6図および第7図はその動作
説明図、第8図は故障発生時の動作説明図、第9図は位
相弁別器の構成および動作説明図である。 図中、■はモータ、2はエンコーダ、3は第1アナログ
−ディジタル変換器、4は第2アナログ−ディジタル変
換器、5はROM、6は位相弁別器、7はラッチ、8は
アップ・ダウン・カウンタを示す。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (al is RO
The configuration diagram of M, Figure 2 (b) shows that RO changes as the motor rotates.
The trajectory when the addresses of M are selected, FIG. 3 is an example of what is considered to be a failure according to the present invention, FIG. 4 is a conventional example, FIG. 5 is a block diagram of the encoder, and FIGS. 6 and 7 are FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation when a failure occurs, and FIG. 9 is an explanatory diagram of the configuration and operation of the phase discriminator. In the figure, ■ is a motor, 2 is an encoder, 3 is a first analog-digital converter, 4 is a second analog-digital converter, 5 is a ROM, 6 is a phase discriminator, 7 is a latch, and 8 is an up/down - Indicates a counter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、物体の移動に伴って物体の移動量に応じた互いに位
相の異なる2つの正弦波状信号を出力する物体移動検出
器の故障検出回路において、前記正弦波信号をディジタ
ル量に変換するアナログ−ディジタル変換器を設け、前
記2相の正弦波状信号をそれぞれディジタル量に変換し
た情報に対して故障検知情報を一意に結びつける対応表
が記録された記憶手段を設けたことを特徴とする物体移
動検出器の故障検出回路。 2、前記対応表として、記憶番地をマトリックス状に配
列するとともに、このマトリックスに重なる一つあるい
は複数の仮想的な同心円を設定し、その同心円を前記故
障検知情報の境界として故障検知情報の値を記録するよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
物体移動検出器の故障検出回路。
[Claims] 1. In a fault detection circuit for an object movement detector that outputs two sinusoidal signals with different phases depending on the amount of movement of the object as the object moves, the sinusoidal signal is converted into a digital quantity. An analog-to-digital converter for converting the two-phase sinusoidal signals into digital quantities is provided, and a storage means is provided in which a correspondence table is recorded that uniquely associates failure detection information with information obtained by converting each of the two-phase sinusoidal signals into digital quantities. Failure detection circuit for an object movement detector. 2. As the correspondence table, arrange the memory addresses in a matrix, set one or more virtual concentric circles that overlap this matrix, and set the values of the failure detection information using the concentric circles as the boundaries of the failure detection information. 2. A failure detection circuit for an object movement detector according to claim 1, wherein the failure detection circuit records information.
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