JPS6380625A - エンコ−ダ装置 - 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、入力をコード化するためのエンコーダに関し
、とくに位置を計測する場合に好適なエンコーダ装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、位置の計測をエンコーダにて計測する場合、（Ａ
）、インクリメンタルなエンコーダによって、アップダ
ウン式カウンタを動作して、現在値を計測する方法、な
らびに、（Ｂ）、アブソリュートなエンコーダによって
現在値を計測する方法があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、（Ａ）の方法は、アップダウンカウンタ
を使用するため、現在値を一度機械原点でプリセットす
ると、以降はアップ／ダウンの信号によって現在値を計
測するため、アップ／ダウンの信号に誤りがあれば、該
カウンタによる累積誤差が生じる欠点があり、また停電
などによって次の動作時に現在値をプリセットする必要
がある場合、現在位置を判別できないため、機械の原点
に機械を移動してアップダウンカウンタをプリセットを
しなければならない欠点があった。又、機械によっては
、機械原点に機械を戻すこともできない場合もある。

また（Ｂ）の方法の場合、現在位置を判別できるため、
停電あるいは機械の停止があっても再起動できるが、精
度の高いスリット板あるいは印刷板を必要とするため高
価になる欠点があり、加えて分解能に限界があって、分
解能をあげる場合、マルチターン方式のアブソリュート
エンコーダのギアバックラッシュなどが多くあると、読
取り誤差が生じ絶対位置を示すことができない欠点があ
った。これを解消するには、精度の高いエンコーダなら
びにギアカップリングが必要となる欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のエンコーダ装置は、移動自在な第１のコード板
を有して、該第１コード板の移動方向ならびに移動量を
示すアップ信号ならびにダウン信号を送出すると共に、
上記第１コード板が１サイクル移動すると１個のプリセ
ット信号を送出するインクリメンタルエンコーダと、減
速用のギア装置を介在して、前記第１のコード板に結合
される移動自在な第２のコード板を有して、該第２コー
ド板の移動位置を示すコード信号を送出するアブソリュ
ートエンコーダと、前記のアップ信号ならびにダウン信
号を計数すると共に、桁上げのキャリ信号ならびに桁下
げのボロウ信号を送出し、前記のプリセット信号でゼロ
にプリセットされる第１のカウンタと、上記のキャリ信
号ならびにボロウ信号を計数すると共に、前記のプリセ
ット信号で前記のコード信号にプリセットされる第２の
カウンタと、を備えている。

〔作　用〕

したがって本発明は、カウンタ計数の累積誤差を少なく
することができる。すなわち累積誤差を１サイクルごと
に修正することができる。又、ギア装置の許容誤差を大
にでき、かつサイクル速度を大にできる。

〔実施例〕

以下に本発明を、その実施例について図面を参照して説
明する。

第１図は本発明による一実施例を示す概略的なブロック
図で、図の左側のインクリメンタルなコード板１は円板
で、入力軸である第１の回転軸１ｒに外装固定されて正
逆回転自在になる。第１のコード板１の外周縁には、ス
リットなどの目盛り１ｘが等間隔に複数もうけられると
共に、これら第１の目盛り１ｘ群に近接して同様にスリ
ットなどの目盛り１ｙが等間隔に複数もうけられている
。なお、第１の目盛りｌｚ群と第２の目盛り１ｙ群とは
、後記するよう′に位相差が３０＠　になるように配設
されている。ｌｚは第３の目盛りで、第２の目盛り１ｙ
よりに１個もうけられている。

第１の検出器Ｘは、光センサあるいは磁気センサなどか
らなり、第１の目盛りｌｚ群を検出して、第１の信号Ｘ
を送出する（第２図、第３図参照）。

第２の検出器Ｙは、第２の目盛り１７群を検出して第２
の信号ｙを送出する。

第３の検出器Ｚは、第３の目盛り１ｚを検出して第３の
信号２を送出する。

判別回路４は、これらの信号ｘ、ｙ、ｚを入力処理して
、第２図ならびに第３図に示される如く、アップ信号ｕ
ｐ、ダウン信号ｄｗ、プリセット信号ｐｒをそれぞれ送
出する。

第２図は、第１のコード板ｌが正回転した場合を示すタ
イムチャートで、第１の信号Ｘに対して第２の信号ｙが
９０°遅れると、アップ信号ｕｐが出力される。なお、
コード板１が正回転を１回すると、プリセット信号ｐｒ
が出力される。

第３図は、第１コード板１が逆回転した場合を示すタイ
ムチャートで、第２の信号ｙに対して第１の信号Ｘが９
０°遅れると、ダウン信号ｄｗが出力される。なお、コ
ード板ｌが逆回転を１回すると、プリセット信号ｐｒが
出力される。

第１図の第１のカウンタＣＴｌは、プリセット可能なア
ップダウン式のカウンタで、アップ信号ｕｐ、ダウン信
号ｄｗならびにプリセット信号ｐｒをそれぞれ入力処理
して、第１の出力ＯＴ、を送出すると共に、桁上げのキ
ャリ信号ｃｒならびに、桁下げのボロウ信号ｂｒを出力
する。なお、複数のプリセット端子Ｐ０〜Ｐ３は接地さ
れて、プリセット信号ｐｒがあると、カウンタＣＴ、は
ゼロにプリセットされる。

第１図の右側のアブソリュートなコード板２も円板で、
第２の回転軸２ｒに外装固定されて正逆回転自在になる
。第２のコード板２の外周縁には、コード用の第１のマ
ーク２ａが等間隔に複数もうけられると共に、これら第
１のマーク２ａ群に近接してやや長い、第２のマーク２
ｂ群が、さらに該第２のマーク２ｂ群に近接して２個の
長い第３のマーク２Ｃが、加えて該第３のマーク２Ｃに
近接して１個の半環形の第４のマーク２ｄが、それぞれ
設けられている。

第１のセンサＡは、光反射センサあるいは磁気センサな
どからなり、第１のマーク２ａ群を検出して、第１のコ
ード信号ａを送出する（第４図参照）。

第２のセンサＢは、第２のマーク２ｂ群を検出して第２
のコード信号すを送出し、第３のセンサＣは、第３のマ
ーク２Ｃを検出して第３のコード信号Ｃを送出し、第４
のセンサＤは第４のマーク２ｄを検出して第４のコード
信号ｄを送出する。

第４図は、これらのコード信号ａ、ｂ、ｃ、ｄ間の位相
を示すタイムチャートで、本実施例では第２のコード板
２がＩＢ分割されている場合を示している。言い換える
と、コード板２の１回転を４ビツト＝２’＝１８で表示
している。

第１図右下方の第２のカウンタＣＴ２は、プリセット可
能なアップダウン式のカウンタで、キャリ信号ｃｒ、ポ
ウロ信号ｂｒならびにプリセット信号ｐｒをそれぞれ入
力処理して、第２の出力ＯＴ２を送出する。なお、複数
のプリセット端子Ｐ４〜Ｐ７には、複数のコード信号ａ
　−ｄが入力されてプリセット信号ｐｒがあると、これ
らのコード信号ａ〜ｄがカウンタＣＴ２にプリセットさ
れる。

第１図の中央上方のギア装置３は、第１の回転軸１ｒと
第２の回転軸２ｒとを、ｌ：Ｎでギアカップリングする
。言い換えると、第１の回転軸ｌｒがＮ回転すると、第
２の回転軸２ｒが１回転するようにギア結合されている
。

上述の構成からなる本実施例は、第１図において、たと
えば入力軸である第１の回転軸１ｒが正回転（左回転）
されると、第１のコード板１が正回転し、第２図に示さ
れる如く、まず、判別回路４からプリセット信号ｐｒが
出力されて、第１のカウンタＣＴ、がゼロにプリセット
されると共に、該カウンタＣＴ１が判別回路４からのア
ップ信号ｕｐを計数する。

第１のコード板１が１８分割されたものとして、たとえ
ば正の方向に半回転すると、アップ信号ｕｐが８パルス
計数されて、第１のカウンタＣＴ１から８パルスに対応
するデコード信号の第１の出力ＯＴ、が送出され、コー
ド板１が正の方向に１回転するとアップ信号ｕｐが１６
パルス計数されて、これに対応する出力ＯＴ１がカウン
タＣＴ１から送出されると共に、キャリ信号ｃｒが第２
のカウンタＣＴ２に１パルス送出されるが、このあと第
２のリセット信号ｐｉによって第１のカウンタＣＴ、は
ゼロにプリセットされる。

他方、入力軸である第１の回転軸１ｒの正回転が、ギア
装置３を介在して第２の回転軸２ｒに伝達されると第２
のコード板２が正方向にやや回転する。

第２のコード板２が１６分割されたものとして、正の方
向にやや回転すると、複数のコード信号ａ−ｄが第２の
カウンタＣＴ２に送出され、前述の第２のリセット信号
ｐｒによって、該第２のカウンタＣＴ２は前述のキャリ
信号ｃｒの計数にもかかわらず、上述の複数のコード信
号ａ−ｄにプリセットされて、該コード信号の第２の出
力ＯＴ２が送出される。

この場合、インクリメンタルなコード板ｌとアブソリュ
ートなコード板２との相対位置を、たとえば第５図のよ
うに配置しておくと、ギア装置３のバックラッシュ等に
よる誤差の許容範囲を太きくすることができる。

具体的に第５図を参照して説明すると、インクリメンタ
ルな第１のコード板１が、たとえば約０．５回転から約
１．５回転するまでの間、アブソリュートな第２のコー
ド板２は、第１のコード板１が１回転したことを示す複
数のコード信号ａ〜ｄを送出できるようにしておくと、
この実施例の場合、１６分割を考慮して３６０′″Ｘ　
ｌ／１８＝　２２．５＠の範囲まで誤差を許容できるこ
とになる。

なお第６図は、第１図に示される判別回路４の具体的な
ブロック図である０図中の８１．８２はそれぞれラッチ
回路、Ｂ３はオアゲート、６４はアンドゲートで、その
他のゲートはインバータである。

また、コード板１．２をそれぞれロータリ式として説明
したが、リニア式であっても良いことは勿論である。ま
た、検出器ｘ−ＺならびにセンサＡ−Ｄは、光、静電容
量、インダクタンス変化、磁気変化などを利用したもの
であっても良いことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように本発明は、入力側のインクリメン
タルな第１のコード板とアブソリュートな第２のコード
板とを、減速用のギア装置を介在してカップリングし、
さらにインクリメンタルなコード板にて得られる信号を
計数する下位用の第１のカウンタを設けると共に、アブ
ソリュートなコード板にて得られる信号を計数する上位
用の第２のカウンタを設けて、該インクリメンタルなコ
ード板にて得られる１サイクル（回転）ｌパルスの信号
で上記の第１ならびに第２のカウンタをそれぞれプリセ
ットするようにした。そして第１のカウンタの出力であ
るキャリ信号ならびにボロウ信号が第２のカウンタのア
ップ入力ならびにダウン入力に接続されている。入力側
が１サイクルすると、かならずカウンタがプリセットさ
れ、そして以降は次のプリセット信号がくるまでは、第
１のカウンタの入力であるアップ信号ならびにダウン信
号によってカウンタ出力０ＴＩＯＴ２は動作するため、
カウンタ計数の累積誤差が少なくなる効果があり、加え
て一対のコード板の相対位置を考慮すると、ギア装置の
誤差を大巾に許容できる利点がある。さらには、ギアバ
ックラッシュの許容が大になるため、サイクル速度を大
にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による一実施例を示す概略的なブロッ
ク図、第２図、第３図ならびに第４図は、それぞれ第１
図を説明するタイムチャート、第５図は第１図の要部の
説明図、第６図は第１図の要部を示すブロック図である
。 ３・・・・・・・・・ギア装置、 ＣＴ、・・・・・・第１のカウンタ、 ＣＴ２・・・・・・第２のカウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 移動自在な第１のコード板を有して、該第１コード板の
   移動方向ならびに移動量を示すアップ信号ならびにダウ
   ン信号を送出すると共に、上記第１コード板が１サイク
   ル移動すると１個のプリセット信号を送出するインクリ
   メンタルエンコーダと、 減速用のギア装置を介在して、前記第１のコード板に結
   合される移動自在な第２のコード板を有して、該第２コ
   ード板の移動位置を示すコード信号を送出するアブソリ
   ュートエンコーダと、前記のアップ信号ならびにダウン
   信号を計数すると共に桁上げのキャリ信号ならびに桁下
   げのボロウ信号を送出し、前記のプリセット信号でゼロ
   にプリセットされる第１のカウンタと、 上記のキャリ信号ならびにボロウ信号を計数すると共に
   、前記のプリセット信号で前記のコード信号にプリセッ
   トされる第２のカウンタと、を備えているエンコーダ装
   置。