JPS63187106A - 絶対位置検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は工作機械等の絶対位置検出器に関する。

〈従来の技術〉 工作機械等においては、テーブルの移動量等に係わる駆
動されるモータの絶対位置の検出が不可欠となる。従来
における絶対位置検出は、第２図に示すように機械的に
行なわれている。すなわち、第２図に示すようにモータ
２１が回転するとギヤトレイン２２を経由してレゾルバ
２３と各桁の検出ヘッド２４が回転さするが、レゾルバ
２３はモータ２１のシャフトに直結されており出力は絶
対位置検出器の回転数の桁を示す。一方、各検出ヘッド
２４ではギヤトレイン２３により機械的に接続されてい
るため、例えばモータ２１が１　／　ｎ回転（レゾルバ
２３が１／ｎ回転）する毎に最小桁の検出ヘッド２４が
１ずつ進み、この最小桁の検出ヘッド２４がｎ２（ｎ２
＝一回転Ｘｍ）たけ進むと次桁の検出ヘッド２４が１進
む。

この様にギヤトレイン２２に接続されている各検出ヘッ
ド２４が順次進み桁上げされていき、レゾルバ２３と各
桁の検出へラド２４の信号から信号処理回路２５を経由
して、絶対位置を知ることができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 数値制御工作４Ａ城等の位置検出器として使用されてい
る絶対位置検出器は、上述のように機械的な機構（ギヤ
トレイン）により多回転型の絶対位置検出を実現してい
た。このため、ギヤトレインの構造がＷＱｍで部品点数
が多く形状が大きくコスト高になるという欠点と、機械
的な方式のため部品の摩耗による検出器の寿命の問題が
ある。

そこで、本発明はギヤトレインを使用した１Ｉｆｆｉ的
絶対位置検出器から純電気式の絶対位置検出器を提供し
て部品点数が少なく低コストで長寿命の位置検出を可能
とする。

く問題点を解決するための手段〉 上述の目的を達成する本発明は、モータの回転位置を検
出する絶対位置検出器において、上記モータのレヤフト
に直結されモータ１回転内の位置検出を行なう角度検出
器と、上記モータに直結されモータの１回転毎に角度検
出器による３６０°位置にてパルスを発生する回転検出
器と、この回転検出器のパルス数を計数するカウンタ回
路と、制御電源断にて上記回転検出器とカウンタ回路と
につながるバッテリとを有することを特徴とする。

〈作　　　用〉 モータのシャフトには角度検出器が直結されており、モ
ータ１回転内のモータ位置（角度）は、この角度検出器
の値から知ることができる。角度検出器は、絶対位置の
検出器であるためバッテリのバックアップは不要である
。

他方、モータのシャフトには回転検出器も直結されてお
り、モータ１回転毎に回転検出器からパルスが発生する
。なお、パルスは角度検出器が３６０°となった時に出
力される。

このパルスは９０゛位相差を持っ２相の矩形波であるの
でモータの回転数と共に回転方向も知ることができる。

具体的にはこのパルスをアップ／ダウンカウンタにより
計数することでモータの回転数（ある基準位置、即ちカ
ウンタ′″０″からの回転数）を知ることができる。こ
のカウンタの値は電源断時も保持する必要があり又、電
源断の状態でモータを回転させた時にも回転数を計数す
ることが必要であるため、電源断後はバッテリでバック
アップされている。

回転検出器のカウンタ計数値と、角度検出器の値から絶
対位置を知ることができる。

絶対位置Ｐは次式で算出される。

Ｐ　＝　ｎ　　Ｘ　Ｐ　　＋　Ｐ Ｐ１一回転検出器のカウンタ計数値 Ｐ２：角度検出器の値 ｎ：角度検出器の１回転当りの分割数 く実　施　例〉 ここで、本発明の一実施例を第１図にて説明する。第１
図において、ｏｌはマイクロコンピュータ等のＣＰＵ、
０２は駆動モータ、０３はモータｏ２に直結されてモー
タ１回転内の角度を検出する絶対位置検出器でレゾルバ
等からなる角度検出器、０４はモータ０２のシャフトに
直結されモータ０２が１回転する毎にパルスを発生する
回転検出器で、このパルスは９０゛位相差の２相パルス
のためモータの回転方向も知る乙とができる。

０５は、角度検出器０３の信号をｎビットのデジタル信
号等に変換する角度信号処理回路、０６は角度検出＃０
３の最小分解能毎のパルスを発生させる回路で、このパ
ルスは９０”位相差の２相パルスのため回転方向も知る
ことができる。

０７は、回転検出器からの１回転毎のパルスを計数する
０９７６０ｗｎカウンタ、０８は、制御用の直流電源、
０９は電源断を検知して直流電源からバッテリに切換え
るための電源切換回路、１０は、電源断後のバックアッ
プ用のバッテリで電池等を指し、充電式の場合もある。

１１は、サーボ系を制御するサーボ回路である。また、
Ｓｌはモータの回転角度を表わすｎビットのデジタル信
号である角度信号、Ｓ２は角度検出器０３の最小分解毎
のパルス信号で９０°位相差の２相信号であるフィード
バック信号、Ｓ３はモータ０２の回転数を表わすｍビッ
トのデジタル信号である回転数信号を示す。

かかる第１図に示す構成において、電源ＯＮの状態では
直流電源０８がすべての回路の電源とし供給される。カ
ウンタ回路０７及び回転検出器０４も電源切換回路０９
を経由して直流電源０８が供給される。

電源ＯＮの状態でモータ０２が回転す之と、これに直結
されている角度検出器０３と回転検出器０４が回転する
。回転検出器０３で検出された角度は、角度信号処理回
路０５でデジタル値に変換されｎビットの角度信号Ｓ１
としてＣＰＵ０Ｉに入力される。角度信号Ｓ１の最小ビ
ットの信号をインクリメンタルパルス発生回路０６に入
力し、９０°位相差の２相のフィードバック信号Ｓ２を
作り出し、これをサーボ回路１１に入力し、位置フィー
ドバックの制御にも利用している。

一方、モータ２１が１回転する毎に回転検出器０４から
発生されるパルス数をカウンタ回路０７でカウント（回
転方向によりｕｐ又はｄｏｗｎカウントする）シ、その
回転数がｍビットの回転数信号Ｓ３としてＣＰＵ０Ｉに
入力される。ＣＰＵ０Ｉはｎビットの角度信号Ｓ１とｍ
ビットの回転数信号Ｓ３から前述の式を用いて絶対位置
を知ることができる。

電源ＯＦＦになると、電源切換回路０９により電源断を
検知し、バッテリ１０がバックアップ電源として、回転
検出ｊｉｉｇ０４とカンウタ回＃Ｉ０７に供給される。

これらの回路以外はすべて電源の供給はされない。

電源ＯＦＦの状態の時にモータ０２が回転した時（例え
ば手で回した時等）にも、回転検出器０４とカウンタ回
路０７に（よバッテリ１０の電源が供給されているので
、電源ＯＮの時と同様に正常に機能する。

一方角度検出器０３は絶対位置の検出器であるため、電
源のＯＮ、ＯＦＦの状態にかかわりなく常時その位置を
正確に検出することができる。従って、電源が投入され
ると、すべての回路が有効となり電１９ｉＯＦＦの期間
中にモータ０２が回転した景も正確に検出できているの
で、角度信号Ｓ１と回転数信号Ｓ３により常ｌζ正しい
絶対位置を知ることができろ。

カウンタｒｆ！ＪＩ！８０７はクリア機能を有しており
カウンタ回路０７がクリアされた位置を原点として絶対
位置が検出される。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、絶対位置の検出を
機械式から純電気式としたため検出器の寿命が長く、構
成要素もシンプルで部品点数が少なく、低価格で実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は従来
例のブロック図である。 図　　　　　中、 ０２はモータ、 ０３は角度検出器、 ０４は回転検出器、 ０７はカウンタ回路、 ０８は直流電源、 １０はバッテリである。 特　　許　　出　　願　　人 三菱重工業株式会社 代　　　　理　　　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モータの回転位置を検出する絶対位置検出器において、 上記モータのシャフトに直結されモータ１回転内の位置
   検出を行なう角度検出器と、上記モータに直結されモー
   タの１回転毎に角度検出器による３６０°位置にてパル
   スを発生する回転検出器と、この回転検出器のパルス数
   を計数するカウンタ回路と、制御電源断にて上記回転検
   出器とカウンタ回路とにつながるバッテリとを有するこ
   とを特徴とする絶対位置検出器。