JPS6362008A - 制御システム - Google Patents
制御システムInfo
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- JPS6362008A JPS6362008A JP20724386A JP20724386A JPS6362008A JP S6362008 A JPS6362008 A JP S6362008A JP 20724386 A JP20724386 A JP 20724386A JP 20724386 A JP20724386 A JP 20724386A JP S6362008 A JPS6362008 A JP S6362008A
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- rotary encoder
- phase
- control system
- signal
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- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
産業上の利用分野
本発明は、制御システム、特に回転角度及び回転方向を
光学的、又は磁気的に検出するロータリエンコーダの信
号伝達手段に係るものである。 従来の技術 従来、ロータリエンコーダは第４図の様に９０゜位相の
異なる２租借号（Ａ相及びＢ相）と、１回転毎に１パル
スの原点信号（Ｚ相）を出力する。 一般的に、この３つの出力線はそれぞれ独立してオーブ
ンコレクタ形式又は、ライントライバ／レシーバ形式（
例えば、７５１７２／７５１７３：ＴＴＩ、）によって
制御装置に伝達され、そこで目的とする制御を行うため
に、ロータリエンコーダより出力された信号を処理し利
用される。第５図及び第６図にオーブンコレクタ形式及
びライントライバ／レシーバ形式のロータリエンコーダ
の出力信号伝達の様子を示すが、この図からもわかる様
に信号伝達に要する電線の数が、オーブンコレクタ形式
のもので５本、ライントライバ／レシーバ形式のもので
８本と非常に多い。なお、第５図、第６図において、１
はロータリエンコーダ、２は制御装置である。 発明が解決しようとする問題点 これは、ロータリエンコーダ１と制御装置２との接続ケ
ーブルが高価となると同時に、接続のための手間が多く
かかり又、それらの収納スペースも大きくなってしまう
という欠点がある。さらに、ロータリエンコーダ１の出
力信号の素計は、位置の情報を持っているため、Ａ相、
Ｂ相及びＺ相の信号は、例え］パルスとて伝達ミスを生
じてはならない。もし、この信号にノイズ等の外的要因
により伝達ミスが発生すると、それは位置情報に累積誤
差を生じさせる結果となる。従って、従来のロータリエ
ンコーダ１の出力信号伝達ラインは、低インピーダンス
化されており、そのために信号伝達に要する消費電力が
非常に大きいという欠点があった。 また、近年モータ制御の分野で同期モータ式ＡＣサーボ
モータが普及し、それに搭載するロータリエンコーダに
は前記のＡ相、Ｂ相、及びＺ相信号の他に
光学的、又は磁気的に検出するロータリエンコーダの信
号伝達手段に係るものである。 従来の技術 従来、ロータリエンコーダは第４図の様に９０゜位相の
異なる２租借号（Ａ相及びＢ相）と、１回転毎に１パル
スの原点信号（Ｚ相）を出力する。 一般的に、この３つの出力線はそれぞれ独立してオーブ
ンコレクタ形式又は、ライントライバ／レシーバ形式（
例えば、７５１７２／７５１７３：ＴＴＩ、）によって
制御装置に伝達され、そこで目的とする制御を行うため
に、ロータリエンコーダより出力された信号を処理し利
用される。第５図及び第６図にオーブンコレクタ形式及
びライントライバ／レシーバ形式のロータリエンコーダ
の出力信号伝達の様子を示すが、この図からもわかる様
に信号伝達に要する電線の数が、オーブンコレクタ形式
のもので５本、ライントライバ／レシーバ形式のもので
８本と非常に多い。なお、第５図、第６図において、１
はロータリエンコーダ、２は制御装置である。 発明が解決しようとする問題点 これは、ロータリエンコーダ１と制御装置２との接続ケ
ーブルが高価となると同時に、接続のための手間が多く
かかり又、それらの収納スペースも大きくなってしまう
という欠点がある。さらに、ロータリエンコーダ１の出
力信号の素計は、位置の情報を持っているため、Ａ相、
Ｂ相及びＺ相の信号は、例え］パルスとて伝達ミスを生
じてはならない。もし、この信号にノイズ等の外的要因
により伝達ミスが発生すると、それは位置情報に累積誤
差を生じさせる結果となる。従って、従来のロータリエ
ンコーダ１の出力信号伝達ラインは、低インピーダンス
化されており、そのために信号伝達に要する消費電力が
非常に大きいという欠点があった。 また、近年モータ制御の分野で同期モータ式ＡＣサーボ
モータが普及し、それに搭載するロータリエンコーダに
は前記のＡ相、Ｂ相、及びＺ相信号の他に
【Ｉ相、Ｖ相
及びＺ相という３相矩形波信号を同時に出力させるもの
がある。（第７図）この信号は、モータ制御時のコミュ
テーション信号として利用するもので、この場合ロータ
リエンコーダの電線の数は第８図の様にオーブンコレク
タ形式のもので８本、ライントライバ／レシーバ形式の
もので１４本となり接続ケーブルのコスト及び信頼性、
その収納スペース及び消費電力等が増々問題となる。 問題点を解決するための手段 本発明は、以上の様な問題点に鑑みてなされたもので、
ロータリエンコーダと制御装置の間の信号伝達手段をシ
リアル通信方式としたものである。 作用 上記構成によれば、回転方向及び回転角度の情報をコー
ド化し、制御装置に信号伝達することにより、信号伝達
の信頼性の大幅な向上及び接続ケーブルのコスト、接続
に要する手間、信号伝達に要する電力を大［＋こ削減す
ることができる。 実施例 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 第１図は、本発明の一実施例で最も簡単なものである。 ロータリエンコーダ１は、第１図の（ｂ）の様に回転角
度によって、５種類の出力状態が存在する。 これを、Ａ相又はＢ相の信号周波数より十分高いキャリ
ア周波数によって変調（又はコード化）し、制御値？Ｉ
Ｆ２に送信する。 制御装置２は、この信号を受けてもとの信号に復調（又
はコード解読）し、本来のロータリエンコーダ１の信号
を得る。この変調（又はコード化）及び復調（又はコー
ド解読）の過程において、広義のフィルタ動作を挿入す
ることにより通信過程における信号伝達ミスを防げ、信
号伝達の信頼性を大幅に向上できる。 次に、第２図は、ロータリエンコーダに一定の回転角度
毎に出力する２相パルスにより、回転方向及び回転角度
の情報を抽出し動作するアップダウンカウンタ１２を備
え、そのアップダウンカウンタ】２の内容（パラレルデ
ータ）を、シリアル通信方式で制御装置に信号伝達する
様にした本発明の一実施例を示すものである。 このアップダウンカウンタ１２の内容は、回転によるパ
ルス累計いわゆる位置の情報を持っている。従ってこの
内容を制御装置１に送つた場合、もし、その伝送路にお
いてノイズ等の影響によりデータが一部みだれても、そ
れが累積されることがなく、次のデータにより正確な情
報に更新されるため、非常に信号伝達の信頼性が高くな
る。 又、ロータリエンコーダの内部でノイズ等により、アッ
プダウンカウンタ１２の内容に累積誤差を生じない様に
、Ｚ相の信号により誤差を補正させる構成としている。 本実施例では、Ａ相及びＢ相により１回転あたり１００
０発のパルスを発生する様にしており、アップダウンカ
ウンタ１２は、３２ビツトＢＣＤカウンタを使用してい
る。そこでＺ相の信号によりＢＣＤカウンタの下１２ビ
ットを４捨５人することにより誤差補正させている。 近年、ロボット制御の分野で、絶対位＃ｍ制御（アブソ
リュート制御）方式が普及しつつある。 この制御を実現するためには、電源投入時に即、多回転
にわたる絶対位置を知る必要があるため、検出部】０及
びアップダウンカウンタ１２を動作させるための回路を
バッテリバックアップし、停電時も位置情報の収集を行
わなければならない。 従来の制御システムにおいては、回転方向判別及び直列
パルス変換回路１１及びアップダウンカウンタ１２は制
御装置側にあったため、ロータリエンコーダと制御装置
を結ぶ信号伝送路の電源も同時にバッテリバックアップ
しなければならず、その部分の消費電力が大きいため、
非常に大きなバッテリーを必要とした。しかし、第２図
に示す本発明の一実施例においては停電時における信号
伝送路のバッテリバックアップを必要としないため、非
常に小さなバッテリで済み経済的である。 第２図における実施例において、バッテリバックアップ
は次の様な構成としている。 まず、バックアップ用バッテリは制御装置内に内蔵し、
停電が生じると制御装置はロータリエンコーダの電源（
Ｖｃｃ）を、バッテリより供給する様に切換を行う。こ
こで、バッテリより供給される電源電圧は、通常運転時
の電源電圧よりやや低めに設定されているため、この電
圧の変化を検出してロータリエンコーダ内のシリアルデ
ータ転送部１３の電源を遮断して省エネルギー運転には
いる。ただし、検出部１０やアップダウンカウンタ１２
等は正常に動作し続けるため、絶対位置検出器としての
機能をはだすことができる。 最後に、第７図及び第８図に示す従来の同期モータ式Ａ
Ｃサーボモータに使用するロータリエンコーダに、本発
明を適用した一実施例を説明する。 まず第７図よりＡ相、Ｂ相及び２相はその組み合わせに
より６種類の出力状態が存在する。そこで第３図に示す
様に、Ａ相、Ｂ相の信号周波より十分高いキャリア周波
数で、Ａ相、Ｂ相及びＺ相の信号をコード化した信号と
、Ｕ相、Ｖ相及びＺ相の信号をコード化した信号を交互
に伝送することにより、１系統の伝送路にてすべての信
号を伝達することができる。なお、第２図、第３図にお
いて、１４は信号セレクター、１５．１６はコード化回
路である。 発明の詳細 な説明した通り、本発明はロータリエンコーダと制御装
置の間を結ぶ電線の数を少なくしながら信号伝達の信頼
性が非常に高く、且つ、信号伝達に要する消費電力の小
さな制御システムを提供できる。
及びＺ相という３相矩形波信号を同時に出力させるもの
がある。（第７図）この信号は、モータ制御時のコミュ
テーション信号として利用するもので、この場合ロータ
リエンコーダの電線の数は第８図の様にオーブンコレク
タ形式のもので８本、ライントライバ／レシーバ形式の
もので１４本となり接続ケーブルのコスト及び信頼性、
その収納スペース及び消費電力等が増々問題となる。 問題点を解決するための手段 本発明は、以上の様な問題点に鑑みてなされたもので、
ロータリエンコーダと制御装置の間の信号伝達手段をシ
リアル通信方式としたものである。 作用 上記構成によれば、回転方向及び回転角度の情報をコー
ド化し、制御装置に信号伝達することにより、信号伝達
の信頼性の大幅な向上及び接続ケーブルのコスト、接続
に要する手間、信号伝達に要する電力を大［＋こ削減す
ることができる。 実施例 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 第１図は、本発明の一実施例で最も簡単なものである。 ロータリエンコーダ１は、第１図の（ｂ）の様に回転角
度によって、５種類の出力状態が存在する。 これを、Ａ相又はＢ相の信号周波数より十分高いキャリ
ア周波数によって変調（又はコード化）し、制御値？Ｉ
Ｆ２に送信する。 制御装置２は、この信号を受けてもとの信号に復調（又
はコード解読）し、本来のロータリエンコーダ１の信号
を得る。この変調（又はコード化）及び復調（又はコー
ド解読）の過程において、広義のフィルタ動作を挿入す
ることにより通信過程における信号伝達ミスを防げ、信
号伝達の信頼性を大幅に向上できる。 次に、第２図は、ロータリエンコーダに一定の回転角度
毎に出力する２相パルスにより、回転方向及び回転角度
の情報を抽出し動作するアップダウンカウンタ１２を備
え、そのアップダウンカウンタ】２の内容（パラレルデ
ータ）を、シリアル通信方式で制御装置に信号伝達する
様にした本発明の一実施例を示すものである。 このアップダウンカウンタ１２の内容は、回転によるパ
ルス累計いわゆる位置の情報を持っている。従ってこの
内容を制御装置１に送つた場合、もし、その伝送路にお
いてノイズ等の影響によりデータが一部みだれても、そ
れが累積されることがなく、次のデータにより正確な情
報に更新されるため、非常に信号伝達の信頼性が高くな
る。 又、ロータリエンコーダの内部でノイズ等により、アッ
プダウンカウンタ１２の内容に累積誤差を生じない様に
、Ｚ相の信号により誤差を補正させる構成としている。 本実施例では、Ａ相及びＢ相により１回転あたり１００
０発のパルスを発生する様にしており、アップダウンカ
ウンタ１２は、３２ビツトＢＣＤカウンタを使用してい
る。そこでＺ相の信号によりＢＣＤカウンタの下１２ビ
ットを４捨５人することにより誤差補正させている。 近年、ロボット制御の分野で、絶対位＃ｍ制御（アブソ
リュート制御）方式が普及しつつある。 この制御を実現するためには、電源投入時に即、多回転
にわたる絶対位置を知る必要があるため、検出部】０及
びアップダウンカウンタ１２を動作させるための回路を
バッテリバックアップし、停電時も位置情報の収集を行
わなければならない。 従来の制御システムにおいては、回転方向判別及び直列
パルス変換回路１１及びアップダウンカウンタ１２は制
御装置側にあったため、ロータリエンコーダと制御装置
を結ぶ信号伝送路の電源も同時にバッテリバックアップ
しなければならず、その部分の消費電力が大きいため、
非常に大きなバッテリーを必要とした。しかし、第２図
に示す本発明の一実施例においては停電時における信号
伝送路のバッテリバックアップを必要としないため、非
常に小さなバッテリで済み経済的である。 第２図における実施例において、バッテリバックアップ
は次の様な構成としている。 まず、バックアップ用バッテリは制御装置内に内蔵し、
停電が生じると制御装置はロータリエンコーダの電源（
Ｖｃｃ）を、バッテリより供給する様に切換を行う。こ
こで、バッテリより供給される電源電圧は、通常運転時
の電源電圧よりやや低めに設定されているため、この電
圧の変化を検出してロータリエンコーダ内のシリアルデ
ータ転送部１３の電源を遮断して省エネルギー運転には
いる。ただし、検出部１０やアップダウンカウンタ１２
等は正常に動作し続けるため、絶対位置検出器としての
機能をはだすことができる。 最後に、第７図及び第８図に示す従来の同期モータ式Ａ
Ｃサーボモータに使用するロータリエンコーダに、本発
明を適用した一実施例を説明する。 まず第７図よりＡ相、Ｂ相及び２相はその組み合わせに
より６種類の出力状態が存在する。そこで第３図に示す
様に、Ａ相、Ｂ相の信号周波より十分高いキャリア周波
数で、Ａ相、Ｂ相及びＺ相の信号をコード化した信号と
、Ｕ相、Ｖ相及びＺ相の信号をコード化した信号を交互
に伝送することにより、１系統の伝送路にてすべての信
号を伝達することができる。なお、第２図、第３図にお
いて、１４は信号セレクター、１５．１６はコード化回
路である。 発明の詳細 な説明した通り、本発明はロータリエンコーダと制御装
置の間を結ぶ電線の数を少なくしながら信号伝達の信頼
性が非常に高く、且つ、信号伝達に要する消費電力の小
さな制御システムを提供できる。
第１図の（ａ）は本発明の一実施例の制御システムにお
けるロータリエンコーダの入出力線を表すブロック図、
第１図の（ｂ）は本発明による制御システムのロータリ
エンコーダ出力信号をコード化する方法の一例を表す図
、第２図はロータリエンコーダにアップダウンカウンタ
を内蔵した本発明の一実施例におけるロータリエンコー
ダのブロック構成図、第３図は同期モータ式ＡＣサーボ
モータを使用した制御システムにおける本発明の一実施
例のロータリエンコーダのブロック構成図、第４図は従
来のロータリエンコーダの出力信号波形を表す図、第５
図は従来のオーブンコレクタ形式ロータリエンコーダの
入出力線を表す図、第６図は従来のライントライバ／レ
シーバ形式のロータリエンコーダの入出力線を表す図、
第７図は同期モータ式ＡＣサーボモータに取付ける従来
のロータリエンコーダの出力信号波形を表す図、第８図
は同期モータ式ＡＣサーボモータに取付ける従来のロー
タリエンコーダの入出力線を表す図で、（ａ）はオーブ
ンコレクタ形式の場合、（ｂ）はライントライバ／レシ
ーバの場合を表す図である。 ］・・・・・・ロータリエンコーダ、２・・・・・・制
御装置、１０・・・・・・検出部、１１・・・・・・回
転方向判別及び直列パルス変換器、１２・・・・・・ア
ップダウンカウンタ、］３・・・・・・シリアルデータ
転送部。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 （ａ）２ （ｂ） Ｉｉ、’２ 図 第 ３ 図 第４図 第５図 第６図 第 ７ 図
けるロータリエンコーダの入出力線を表すブロック図、
第１図の（ｂ）は本発明による制御システムのロータリ
エンコーダ出力信号をコード化する方法の一例を表す図
、第２図はロータリエンコーダにアップダウンカウンタ
を内蔵した本発明の一実施例におけるロータリエンコー
ダのブロック構成図、第３図は同期モータ式ＡＣサーボ
モータを使用した制御システムにおける本発明の一実施
例のロータリエンコーダのブロック構成図、第４図は従
来のロータリエンコーダの出力信号波形を表す図、第５
図は従来のオーブンコレクタ形式ロータリエンコーダの
入出力線を表す図、第６図は従来のライントライバ／レ
シーバ形式のロータリエンコーダの入出力線を表す図、
第７図は同期モータ式ＡＣサーボモータに取付ける従来
のロータリエンコーダの出力信号波形を表す図、第８図
は同期モータ式ＡＣサーボモータに取付ける従来のロー
タリエンコーダの入出力線を表す図で、（ａ）はオーブ
ンコレクタ形式の場合、（ｂ）はライントライバ／レシ
ーバの場合を表す図である。 ］・・・・・・ロータリエンコーダ、２・・・・・・制
御装置、１０・・・・・・検出部、１１・・・・・・回
転方向判別及び直列パルス変換器、１２・・・・・・ア
ップダウンカウンタ、］３・・・・・・シリアルデータ
転送部。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 （ａ）２ （ｂ） Ｉｉ、’２ 図 第 ３ 図 第４図 第５図 第６図 第 ７ 図
Claims (5)
- （１）一定の回転角度毎に２相のパルス信号を出力し、
回転方向及び回転角度を検出するロータリエンコーダと
、前記ロータリエンコーダのコード化された出力信号を
受けて制御を行う制御装置を備え、前記ロータリエンコ
ーダと制御装置との間の信号伝達手段を、シリアル通信
方式とする制御システム。 - （２）ロータリエンコーダに、一定の回転角度毎に出力
する２相パルスにより回転方向及び回転角度の情報を抽
出し、動作するアップダウンカウンタを内蔵し、前記ア
ップダウンカウンタの内容をシリアル通信方式で制御装
置に信号伝達する特許請求の範囲第１項記載の制御シス
テム。 - （３）ロータリエンコーダに、１回転毎に１パルス出力
する原点パルス検出器を備え、アップダウンカウンタの
内容の誤差を原点パルスで補正する構成とする特許請求
の範囲第２項記載の制御システム。 - （４）アップダウンカウンタを含むロータリエンコーダ
をバッテリバックアップし、停電時も動作させる構成と
する特許請求の範囲第２項記載の制御システム。 - （５）ロータリエンコーダに回転角度に対応する３相矩
形波信号を出力する光学的、又は磁気的な検出手段を付
加した特許請求の範囲第１項記載の制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20724386A JPS6362008A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20724386A JPS6362008A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6362008A true JPS6362008A (ja) | 1988-03-18 |
Family
ID=16536582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20724386A Pending JPS6362008A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6362008A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03226807A (ja) * | 1990-02-01 | 1991-10-07 | Fanuc Ltd | サーボ制御システム |
| JPH04205324A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| JP2023504563A (ja) * | 2019-12-06 | 2023-02-03 | クノル－ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 車輪情報伝送装置、車輪情報伝送方法、および車輪情報伝送装置を備えた車両 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5927318A (ja) * | 1982-04-23 | 1984-02-13 | ソムフアイ | 電動機の制御装置 |
| JPS60129803A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-11 | Komatsu Ltd | 制御系における位置検出誤差検出方法 |
| JPS6190201A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-08 | Toshiba Corp | ロボツト関節角検出装置 |
-
1986
- 1986-09-03 JP JP20724386A patent/JPS6362008A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5927318A (ja) * | 1982-04-23 | 1984-02-13 | ソムフアイ | 電動機の制御装置 |
| JPS60129803A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-11 | Komatsu Ltd | 制御系における位置検出誤差検出方法 |
| JPS6190201A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-08 | Toshiba Corp | ロボツト関節角検出装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03226807A (ja) * | 1990-02-01 | 1991-10-07 | Fanuc Ltd | サーボ制御システム |
| JPH04205324A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| JP2023504563A (ja) * | 2019-12-06 | 2023-02-03 | クノル－ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 車輪情報伝送装置、車輪情報伝送方法、および車輪情報伝送装置を備えた車両 |
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