KR0170331B1 - 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대위치신호 검출방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약식 인크리멘탈 엔코더에서 모터의 절대 위치 신호 검출방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 엔코더의 전원제어신호를 송출하는 한편 엔코더 오픈 신호 및 엔코더 펄스열 신호를 수신하여 처리하기 위한 주제어부와, 엔코더에 소정 값의 전원을 공급하기 위한 엔코더 전원 공급기와, 엔코더로부터 복수의 신호를 받아 소정의 논리연산을 수행한 후, 그 결과를 상기 주제어부로 전송하는 엔코더 오픈 검출회로부와, 엔코더로부터 복수의 신호를 수신하여 엔코더 펄스열 신호를 상기 주제어부에 전송하는 라인 리시버를 구비하고 있다.

이와 같이, 약식 인크리멘탈 엔코더로부터 모터의 절대 위치 신호를 검출함으로써 회전자의 절대 위치에 동기시켜 전류를 입력시킬 수 있고, 그에 따라 교류 서보 모터의 속도 제어를 원활히 할 수 있게 된다.

Description

약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출방법 및 그 장치

제1도는 종래 표준 인크리멘탈 엔코더에 있어서, 신호전송관계를 개략적으로 나타내 보인 신호선의 구성도.

제2도는 본 발명의 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 절대위치신호 검출장치의 개략적인 내부 회로구성도.

제3도는 본 발명의 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 절대위치신호 검출방법에 의해 신호검출을 실행하는 과정을 설명하는 플로우 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 주제어부 22 : 전원공급기

23 : 엔코더 오픈 검출회로부 24 : 라인 리시버

25 : 약식 엔코더 23a : AND 게이트

23b,23c,23d : 배타적 OR 게이트

본 발명은 엔코더(encoder)에서의 모터의 절대 위치 신호를 검출하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 모터에 사용되는 신호 케이블의 수를 감소시키고, 엔코더의 소정 신호로부터 모터의 절대 위치 신호를 검출해 낼 수 있는 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 엔코더는 그 구조상 직선형 엔코더와 회전형 엔코더로 대별된다. 2종류 모두 모터 제어용의 위치 센서 중에서 디지탈 서보 요소로 사용되고, 기본적으로 기계축의 위치의 이동에 비례한 일정량의 디지탈 부호가 발생한다. 특히, 회전형 엔코더는 샤프트(shaft) 엔코더 혹은 앵귤러(angular) 엔코더라고도 지칭되는 것으로, 리졸버(resolver)를 디지탈 센서로서 사용할 때 디지탈 컨버터(converter)가 필요한 반면에 이 회전형 엔코더는 직접 디지탈 신호가 발생하는 장점이 있다.

또한, 기능상의 분류로 볼 때, 인크리멘탈(incremental) 엔코더와 앱숄류트(absolute) 엔코더가 있다. 인크리멘탈(증분치식) 엔코더는 기준 위치에서 펄스의 카운트에 의하여 이동량을 구하는 방식으로 되어있으며, 2상 펄스 발생으로 인해 정역회전이 가능하고, 2배나 4배로 펄스수를 전자회로적으로 증가시킬 수 있다. 이에 반해 앱숄류트(절대치식) 엔코더는 기준 위치를 0(zero)으로 하여 이동량에 대응한 양자화된 2진부호가 발생한다. 기본적으로 교번 2진의 신호를 디스크 판에서 판독한 후, 순 2진으로 변환하는 방법을 사용하고 있다.

한편, 오늘날 서보 모터의 소형화 추세에 따라 서보 모터와 함께 서보 시스템을 구성하는 인크리멘탈 엔코더에 있어서도 그 크기가 소형화되고 신호전송과 관련된 케이블 수가 적어진 약식 인크리멘탈 엔코더가 선을 보이고 있다. 그리고, 그와 같은 엔코더에 있어서, 케이블수를 줄이기 위해서 엔코더 펄스열(A,B,Z) 신호선에 모터의 절대 위치 신호(u,v,w)를 함께 전달해 주는 방식이 대체로 많이 사용되고 있다.

첨부 도면의 제1도는 종래 표준 인크리멘탈 엔코더에 있어서, 신호전송관계를 개략적으로 나타내 보인 신호선의 구성도이다.

이를 참조하면, 종래 표준 인크리멘탈 엔코더는 A, B, Z 신호와 u, v, w 신호가 각각 분리되어 있기 때문에 별다른 디코딩없이 바로 신호를 사용하도록 되어 있다. 따라서, 종래 표준 인크리멘탈 엔코더에 있어서는 +5V, A+, A-, B+, B-,……, w+, w-, GND 등의 14개 신호선과 같이 많은 신호선을 가지고 각각의 신호를 발생시키게 된다.

따라서, 1개의 모터에 사용되는 케이블 수가 너무 많고, 엔코더 신호사양이 라인 드라이브 형식이므로 라인 리시버(receiver) 회로가 2배로 많아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 모터에 사용되는 신호 케이블의 수를 줄이고, 엔코더의 소정 신호선에서 모터의 절대 위치 신호를 검출할 수 있는 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출방법은, 엔코더에 전원을 인가하여 엔코더를 구동시키는 단계; 상기 엔코더와 전기적으로 접속되어 있는 주제어부(CPU)에서 초기 소정 시간동안 0를 유지하던 엔코더 오픈 신호의 값이 1이 되었는지의 요부를 판별하는 단계; 상기 판별에서, 엔코더 오픈 신호의 값이 1이 되었으면, 주제어부가 엔코더 펄스열 신호를 수신하여 메모리에 저장시키는 단계; 초기의 에러 방지를 위해 상기 엔코더 펄스열 신호를 복수회 수신하여 상기 메모리에 저장한 값과 동일한지의 여부를 판별하는 단계; 및 상기 판별의 결과, 상기 복수회 수신한 엔코더 펄스열 신호의 값과 상기 메모리에 저장한 값이 동일하면, 절대 위치 신호 검출을 완료시키는 단계를 포함한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출장치는, 약식 인크리멘탈 엔코더에 설치되어 모터의 절대 위치 신호를 검출하는 장치로서, 엔코더의 전원제어신호를 송출하는 한편 엔코더 오픈 신호 및 엔코더 펄스열 신호를 수신하여 처리하기 위한 주제어부(CPU)와, 상기 주제어부로부터의 엔코더 전원제어신호를 받아 엔코더에 소정값의 전원을 공급하는 엔코더 전원 공급기와, 상기 엔코더로부터 복수의 신호를 받아 소정의 논리연산을 수행한 후, 그 결과에 상응하는 엔코더 오픈 신호를 상기 주제어부로 전송하는 엔코더 오픈 검출회로부와, 상기 엔코더로부터 복수의 신호를 수신하여 그에 상응하는 엔코더 펄스열 신호를 상기 주제어부로 전송하는 라인 리시버를 구비하여 된점에 그 특징이 있다.

이와 같이, 약식 인크리멘탈 엔코더로부터 모터의 절대 위치 신호를 검출함으로써 회전자의 절대 위치에 동기시켜 전류를 입력시킬 수 있고, 그에 따라 교류 서보 모터의 속도 제어를 원활히 할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출장치의 개략적인 시스템 구성도이다.

이를 참조하면, 본 발명에 따른 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출장치(20)는 도시된 것과 같이 약식 인크리멘탈 엔코더(25)에 설치되어 모터의 절대 위치 신호를 검출하게 된다.

그 장치구성을 살펴보면, 엔코더의 전원제어신호(EC)를 송출하는 한편 엔코더 오픈 신호(EO) 및 엔코더 펄스열 신호(EA,EB,EZ)를 수신하여 처리하기 위한 주제어부(CPU:21)가 마련된다. 그리고, 엔코더(25)에 소정값의 전원(예컨대, +5V)을 공급하기 위한 엔코더 전원 공급기(22)와, 엔코더(25)로부터 복수의 신호 (A,,B,,Z,)를 받아 소정의 논리 연산을 수행한 후, 그 결과를 상기 주제어부(21)로 전송하는 엔코더 오픈 검출 회로부(23)가 설치된다. 여기서, 이 엔코더 오픈 검출 회로부(23)는 한 개의 AND 게이트(23a)와, 그 AND 게이트(23a)에 병렬로 입력되는 세 개의 배타적 OR 게이트(23b,23c,23d)로 구성된다.

또한, 상기 엔코더(25)로부터 복수의 신호 (A,,B,,Z,)를 수신하여 엔코더 펄스열 신호(EA,EB,EZ)를 상기 주제어부(21)에 전송하는 라인 리시버(24)가 설치된다.

그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출장치에 의해 모터의 절대 위치 신호를 검출하는 과정에 대해 제2도 및 제3도를 참조하면서 설명해 보기로 한다.

제3도는 본 발명의 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 절대위치신호 검출방법에 의해 신호검출을 실행하는 과정을 설명하는 플로우 챠트이다.

이들을 참조하여 설명해 보면, 주제어부(21)에서 전원공급기(22)에 엔코더(25)에 전원인가를 명령하는 전원제어신호(EC)를 입력하면, 전원공급기(22)에서 엔코더(25)에 전원을 공급한다(단계 31). 그러면, 전원을 공급받은 엔코더(25)는 소정 시간(예컨대, 500ms)동안 고임피던스 상태가 되고, 따라서 엔코더 오픈 신호(EO)는 0(zero)을 유지하게 된다. 이때, 주제어부(21)는 엔코더 오픈 신호(EO)를 스캐닝(scanning)하면서 엔코더 오픈 신호(EO)가 1이 되기를 기다린다(단계 32). 즉, 엔코더 오픈 신호(EO)가 1인지의 여부를 확인한다.

그렇게 기다리다가 엔코더 오픈 신호(대)가 1이 되면, 그것은 엔코더 신호가 정상상태에 이른 것이므로 주제어부(21)는 엔코더 펄스열 신호(EA,EB,EZ)를 라인 리시버(24)로부터 수신하여 주제어부에 내장되어 있는 메모리에 저장하게 된다(단계 33). 그리고, 초기의 에러 방지를 위해 상기 엔코더 펄스열 신호(EA,EB,EZ)를 2∼3회 수신하여 상기 주제어부의 메모리에 저장한 값과 계속해서 동일한지의 여부를 판별하게 된다(단계 34). 그 판별의 결과 동일하면, 절대 위치 신호 검출을 완료하게 된다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출방법 및 그 장치는 약식 인크리멘탈 엔코더로부터 모터의 절대 위치 신호를 검출함으로써 회전자의 절대 위치에 동기시켜 전류를 입력시킬 수 있고, 그에 따라 교류 서보 모터의 속도 제어를 원활히 할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 엔코더에 전원을 인가하여 엔코더를 구동시키는 단계; 상기 엔코더와 전기적으로 접속되어 있는 주제어부에서 초기 소정 시간동안 0를 유지하던 엔코더 오픈 신호의 값이 1이 되었는지의 여부를 팔별하는 단계; 상기 판별에서, 엔코더 오픈 신호의 값이 1이 되었으면, 주제어부가 엔코더 펄스열 신호를 수신하여 메모리에 저장시키는 단계; 초기의 에러 방지를 위해 상기 엔코더 펄스열 신호를 복수회 수신하여 상기 메모리에 저장한 값과 동일한지의 여부를 판별하는 단계; 및 상기 판별의 결과, 상기 복수회 수신한 엔코더 펄스열 신호의 값과 상기 메모리에 저장한 값이 동일하면, 절대 위치 신호 검출을 완료시키는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 엔코더 오픈 신호의 값이 1이 되었는지의 판별은 3개의 배타적 논리합의 결과를 각각 병렬로 입력받아 그것을 논리곱을 거쳐 출력한 결과에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출방법.
3. 약식 인크리멘탈 엔코더에 설치되어 모터의 절대 위치 신호를 검출하는 장치로서, 엔코더의 전원제어신호를 송출하는 한편 엔코더 오픈 신호 및 엔코더 펄스열 신호를 수신하여 처리하기 위한 주제어부와, 상기 주제어부로부터의 엔코더 전원제어신호를 받아 엔코더에 소정값의 전원을 공급하는 엔코더 전원 공급기와, 상기 엔코더로부터 복수의 신호를 받아 소정의 논리연산을 수행한 후, 그 결과에 상응하는 엔코더 오픈 신호를 상기 주제어부로 전송하는 엔코더 오픈 검출회로부와, 상기 엔코더로부터 복수의 신호를 수신하여 그에 상응하는 엔코더 펄스열 신호를 상기 주제어부로 전송하는 라인 리시버를 구비하여 된것을 특징으로 하는 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 엔코더 오픈 검출회로부는 한 개의 AND 게이트와, 그 AND 게이트에 병렬로 입력되는 세 개의 입력신호를 각각 출력하는 세 개의 배타적 OR 게이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 약식 인크리멘탈 엔코더에서의 모터의 절대 위치 신호 검출장치.