KR0185465B1 - 압솔루트엔코더 및 그의 현재위치 생성방법 - Google Patents

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KR0185465B1
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세이스케 쓰쓰미
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기타오카 다카시
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야마우치 아쓰시
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Abstract

현재위치를 표시하는 복수의 신호가 구비되어 동작하는 압솔루트 엔코더, 그 신호는 에지가 검출되고, 여러 환경하에서 엔코더의 속도에 따라 현재치를 조정하는 기준으로 사용되는 최하위 비트를 포함하고 있다.
엔코더가 고속으로 동작하면, 소정치를 현재위치를 정해지고, 저속일 때는 그 치는 한계치 이하속도에서 적어도 한번 에지설정이 가능하다,

Description

압솔루트 엔코더 및 그의 현재위치 생성방법
제1a도는 이 발명의 실시예 1을 나타내는 타이밍차트.
제1b도는 이 발명의 실시예 1에 의한 현재위치를 생성하는 순서를 나타내는 플로차트.
제1c도는 이 발명의 실시예 1에 의한 절대치검출시스템의 전체구성도.
제2a도는 이 발명의 실시예 2를 나타내는 타이밍차트.
제2b도는 이 발명의 실시예 2에 의한 현재위치를 생성하는 순서를 나타내는 플로차트.
제2c도는 이 발명의 실시예 2에 의한 절대치검출시스템의 전체구성도.
제3도는 이 발명의 실시예 3에 의한 절대치검출시스템의 전체구성도.
제4a도는 이 발명의 실시예 3을 나타내는 타이밍 차트.
제4b도는 이 발명의 실시예 3에 의한 현재위치를 생성하는 순서를 나타내는 플로차트.
제5도는 이 발명의 실시예 4에 의한 절대치검출시스템의 전체구성도.
제6도는 이 발명의 실시예 5에 의한 절대치검출시스템의 전체구성도.
제7도는 이 발명의 실시예 6에 의한 복원시의 분해능의 최하위 비트의 에지(edge)에서 소정의 치를 설정하는 순간에 있어서 연산회로의 동작을 나타내는 도.
제8도는 이 발명의 실시예 7에 의한 복원시의 분해능의 최하위 비트의 에지에서 소정의 치를 설정하는 순간에 있어서 연산회로의 동작을 나타내는 도.
제9도는 이 발명의 실시예 7에 의한 전체위치검출시스템의 전체구성도.
제10도는 종전의 절대위치검출시스템의 전체구성도.
제11도는 종전의 포토센서부에 의해 검출된 비트의 타이밍차트.
제12도는 종전의 포토센서부에서의 복원시의 분해능의 최하위비트 신호 레벨의 도해적 설명도.
제13도는 종전의 압솔루트 엔코더의 플로차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 그래프 2 : 점
3, 4 : 구간 5 : 속더검출유닛
6 : 선택유닛 7 : 변환유닛
8 : 압솔루트 엔코더(absolute encoder)
9 : 모터 10 : 커플링
11 : 유리원판
12 : 6비트 분해능용 슬릿(slit)
13 : 증분펄스용 슬릿 14 : 발광원
15 : 광량선택기 16 : 저항기
16a : 표준저항기 16b : 광량증가용 저항기
18, 18A, 18B, 18C : 연산회로 19 : 에지(edge)검출기
20 : 속도검출기 21 : AND 회로
30 : 서보증폭기 31 : CPU
40, 41 : 최하위 비트 신호파형 50 : 포토센서부
51 : 전원
이 발명은 산업기계와 공작기계의 가동부를 구동하는 서보제어장치에 있어서 압솔루트 엔코더(absolute encoder) 및 그의 현재위치 생성방법에 관한 것이다.
화물을 이동하기 위해 축을 구동하는 모터가 있는 환경에서는 화물의 위치를 정확히 아는 것이 중요하며, 정확한 위치에 관한 정보는 축에 부착된 압솔루트 엔코더에 의해 제공된다.
예컨데, 목적물을 상하로 들기 위해 벨트를 구도하여 축을 회전시키는 모터는 압솔루트 엔코더장치가 off되어 있을 때 회전을 계속할 수 있고, 모터자체에 전원이 공급되지 않아도 모터는 관성에 의해 추가적인 회전을 할 수 있다.
압솔루트 엔코더가 다시 on 지령되어 모터가 회전하면 모터의 정확한 위치를 아는 것이 중요하게 된다.
제한된 분해능으로 복원하고 고분해능의 위치를 출력하는 압솔루트 엔코더에서는, 압솔루트 엔코더의 임의의 분해능으로 현재위치를 복원하고, 그후의 회전에 대해서는 복원시에 증분펄스를 가산하여, 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지(edge)에서 소정의 치를 설정하는 방법이 취해지고 있다.
여기서, 에지는 압솔루트 엔코더가 정방향으로 회전할 때 최하위 비트가 상승하는 시간 또는 압솔루트 엔코더가 역방향으로 회전할 때 최하위 비트가 하강하는 시간을 의미한다.
종전의 압솔루트 엔코더가 제10도∼제13도에 나타나 있으며, 제10도는 압솔루트 엔코더를 사용하는 전체 압솔루트위치검출시스텝의 구조도이고, 제11 또는 제10도에 표시된 포토센서부(50)에 의해 검출된 타이밍 차트이며, 제12도는 제10도의 포토센서부(50)에 있어서 분해능의 최하위 비트 신호레벨을 나타내는 도해적 설명도이고, 제13도는 현재위치를 생성하는과정을 나타내는 플로차트이다.
제10도에 있어서, 8은 압솔루트 엔코더, 9는 모터, 10은 모터(9)의 운동을 압솔루트 엔코더(8)에 전하는 커플링, 11은 모터(9)와 동기하여 회전하는 유리원판, 12는 유리원판(11)상에 존재하는 분해능 6비트용 슬릿(slit), 13은 증분펄스용 슬릿, 14는 포토센서부(50)의 발광원, 16은 전원(51)에서 발광원(14)으로의 전력을 조정하는 저항기, 18은 포토센서부(50)에서 검출된 복원시의 분해능 6비트 및 증분펄스를 출력위치데이터로 변환하는 연산회로, 30은 서보증폭기, 31은 연산회로(18)로부터의 출력위치 데이터와 주제어기등의 외부장치로부터의 지령위치데이터를 사용하여 피드백 제어를 하는 CPU, 32는 CPU(31)에서 제어지령을 증폭하여 모터에 동력을 공급하는 증폭회로이다.
제11도에서, 압솔루트 엔코더내에 복수의 동기신호가 나타나 있다.
b1은, 압솔루트엔코더 1회전으로 2카운트되는 복원시의 분해능의 최상위비트, b2는 압솔루트 엔코더 1회전에 4카운트되는 복원시 분해능의 제2비트, b6는 압솔루트 엔코더 1회전에 64카운트되는 복원시의 분해능의 최하위비트, 도면의 확대된 부분에 나타난 신호(b6)에 의하면, A 및 B는 최하위비트의 에지이며, i는 압솔루트 엔코더 1회전으로 최대 분해능에서 카운트되는 증분펄스이다.
제12도에 있어서, 40은 저속회전시의 포토센서부(50)에 있어서 복원의 분해능의 최하위비트신호파형, 41은 고속회전시의 동일파형, d는 고속회전시의 최하위비트의 에지 통과시간오차이다.
압솔루트 엔코더를 사용하는 상기의 절대위치검출시스템에 있어서, 모터(9)는 정지되어 있는 것으로 가정한다.
먼저, 압솔루트 엔코더(8)의 전원(51)이 투입되는 동시에 발광원(14) 및 센서(17)가 기동하기 시작한다.
센서(17)는 복원시의 분해능 6비트용 슬릿(12)을 통과하는 것을 검지하여 6비트의 데이터를 인식하나, 증분펄스용 슬릿(13)에서는 펄스의 변화는 인식하지 않는다.
6비트 데이터를 받은 연산회로에서는 6비트의 분해능으로 출력위치데이터를 설정한다.
제13도의 플로차트 및 제11도의 비트타이밍차트에 따라, 스텝 101의 D점에서 위치가 검출되면 b1에서 b6의 b비트데이터가 인식된다.
연산회로(18)에서는 A점에서 C점까지의 범위중 임의의 위치만이 인식되므로, A점과 C점간의 중앙취치 E점은 출력위치데이터(스텝 102)로서 설정된다.
이 출력위치데이터가 절대위치검출시스템의 복원치에 상당한다.
즉, 이때의 출력위치데이터는 D 점과 E점간의 펄스오차를 포함하고 있다.
모터(9)가 정방향으로 회전하고, 압솔루트 엔코더가 B점에 도달하는 데까지의 구간에서 연산회로(18)는 E점의 위치데이터에 증분펄스(i)의 카운트수를 가산하여 출력위치데이터로서 결과치를 설정한다(스텝 103∼105).
따라서, 현시점에서도 D점과 E점간의 오차를 포함하고 있는 6비트분해능위치를 출력한다고 말할 수 있다.
B점을 통과시, 연산회로(18)는 에지위치에 상당하는 소정의 치를 출력데이터로서 재설정한다(스텝 104, 109).
이 시점에서 출력위치데이터는 최대분해능레벨의 것으로 된다.
즉, D점과 E점간의 오차는 없어진다.
이후는 스텝 110에서 스텝 111에 따라, B점의 위치데이터에 증분펄스(i)의 카운트수의 가산에 의해 출력위치데이터는 갱신 출력하게 된다.
또, 다음은 모터(9)가 역방향으로 회전할 경우의 설명이다.
스텝 101 및 스텝 102는 정방향과 동일한 방법으로 이루어진다.
연산회로(18)는 E점의 위치데이터에서 증분펄스(i)의 카운트수를 감산하고 출력위치데이터로 설정한다(스텝 106에서 스텝 108).
A점을 통과시, 연산회로(18)는 에지위치에 상당하는 소정치를 출력위치 데이터로서 재설정한다(스텝 107, 109).
이후, 스텝 112 및 스텝 113에 따라, E점의 위치데이터에서 증분펄스(i)의 카운트수를 감산하여 출력위치데이터가 갱신출력된다.
서보증폭기(30)는 위치데이터를 압솔루트 엔코더(8)의 피드백치로 취한다.
CPU(31)에서 피드백치와 지령위치데이터간의 차를 계산하고, 지령위치데이터에 추종되도록 피드백치를 제어하는 제어지령을 만들고, 증폭회로(32)에서 전력으로 변환 증폭하여 모터(9)에 동력을 공급한다.
종전의 압솔루트 엔코더는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 압솔루트 엔코더의 전원투입후, 최대의 분해능에서의 현재위치는 복원시의 분해능의 최하위비트의 최초에지에 재설정된다.
즉, 현재위치의 정도는 다음의 절대위치데이터에 직접 영향을 미치고 있다.
압솔루트 엔코더를 사용하는 구동시스템에서는 모터가 고속으로 회전될 때 전원공급이 개시되며, 예컨데 그러한 시스템에서는 센서(17)에서의 b6의 신호레벨의 파형은 제12도와 같이 처음에는 둔(dull)하며, 저속시의 파형(40)에 표시된것과 같다.
에지통과사의 속도가 증가하면, 압솔루트 엔코더의 고속회전에서 얻어지는 파형(41)과 같이 시간오차(d)만큼 지연되어 에지검출된다.
즉, 시간오차(d)만큼 이동된 펄스수(di)가 절대위치오차로서 누적된다.
또한, 에지통과시의 속도가 증가하면, 절대위치의 오차는 파형(41)이 원파형에서 지연되므로 증가된다.
따라서, 종전의 압솔루트 엔코더는 다음과 같은 문제가 있다.
압솔루트 엔코더의 전원이 투입될 때, 모터(9)가 고속으로 회전하면, 절대위치에 위치변위가 일어난다.
또한, 속도가 크면 클수록 오차의 량이 커진다.
이 발명은 종전의 기술에서 발견된 상기 문제들을 제거하기 위한 것이며, 모터등 회전장치의 고속회전중의 압솔루트 엔코더의 투입시 위치변위를 발생시키지 않도록 하는가 또는 보정하든가 하여 상기 문제점을 해결하는 압솔루트 엔코더 및 그의 현재위치생성방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
특히, 이 발명의 실시예 1에 있어서, 압솔루트 엔코더의 내부회로는 압솔루트 엔코더의 회전속도를 검출하는 데 사용되며, 회전속도가 소정속도 이하이면 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에 소정치를 설정한다.
더욱이, 간단한 알고리즘을 부가하는 것만으로 압솔루트 엔코더의 전원이 고속회전시라도 위치의 변위없이 고정도의 절대위치검출시스템을 구성할 수 있다.
실시예 2에 있어서, 압솔루트 엔코더의 내부회로는 회전속도가 일정속도이하가 될 때까지 회전속도를 검출하여 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에 항상 소정치로 설정한다.
이 때문에, 회전속도가 감소되면 압솔루트 엔코더의 전원이 고속회전에 가압되었다하여도, 위치변위는 서서히 감소되므로 위치변화량의 급변을 방지하며 위치변위를 보정할 수 있다.
실시예 3에 있어서, 서보증폭기로부터의 신호수신후, 압솔루트 엔코더의 내부회로는 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에 소정치를 설정하는 데 사용된다.
이는 서보증폭기가 임의의 시각에서 위치변위를 보정할 수 있도록 한고, 또 이것은 광범위하게 적용될 수 있는 방법을 얻을 수 있다.
실시예 4에 있어서, 압솔루트 엔코더의 전원공급의 개시로부터 제1복원시의 분해능의 최하위비트의 에지까지의 구간에서만 포토센서부의 광량을 증가시키므로서, 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지를 구형파와 유사하게 할 수 있다.
이 때문에, 압솔루트 엔코더가 에지를 통과할 때 소정치를 설정하면 위치변위가 발생치 않으며, 고신뢰도의 방법에 따라 소정치를 최대분해능에 가까운 정도로 설정할 수 있다.
실시예 5에 있어서, 압솔루트 엔코더의 회전속도가 엔코더의 전원공급 개시와 제1복원시의 분해능의 최하위비트의 에지간의 소정치와 같거나 클때에만 포토센서부의 광량을 증가시키므로서, 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지를 구형파에 가깝게 만들 수 있다.
그러므로, 실시예 4와 비교할 때, 광량을 증가하는 가능성이 감소될 수 있고, 전력소모를 줄일 수 있다.
실시예 6에 있어서, 압솔루트 엔코더의 내부회로를 사용하여 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에 소정치를 설정할 때, 그때의 압솔루트 엔코더의 회전속도에 대응하는 보정량이 엔코더내에 가산되므로 위치이동량을 신속히 보정할 수 있다.
실시예 7에 있어서, 압솔루트 엔코더의 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에서 소정치를 설정할 때, 그때의 회전속도에 대응하는 보정량은 외부제어장치의 출력이며, 외부제어장치에 의해 임의로 위치이동을 보정할 수 있으므로, 보정동작의 다양성을 갖인 위치이동보정방법을 실현할 수 있다.
[실시예 1]
제1a도, 1b도 및 1c도에 의하여 이 발명의 실시예 1에 대하여 다음에 설명한다.
제1a도는 이 발명에 의한 여러개의 관계신호를 나타내는 방법의 타이밍차트이며, 제1b도는 현위치를 생성하는 순서를 나타내는 플로차트이다.
제1c도에 있어서, 이 발명에 의한 실시예 1의 시스템도는 제10도에 표시된 종전시스템과 동일한 또는 동등한 부분이므로, 동일부호가 부여되어 있어 그의 설명을 생략한다.
제1a도에서, 1은 압솔루트 엔코더가 검출한 회전속도와 시간의 관계를 나타내는 그래프이며, 이 그래프(1)의 점(2)은 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에서 소정의 치를 설정하였을 때, 위치이동을 발생하지 않는 최대의 설정가능한계속도를 나타낸다.
또한, 3은 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에서 소정의 치를 설정하지 않는 구간의 표시, 4는 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에서 소정의 치를 설정하는 구간의 표시, b6은 복원시의 분해능의 최하위비트, A1, B1, C1, F1 및 G1은 각각 최하위비트 b6의 에지이며, i는 증폭펄스이다.
제1c도에서, 18A는 포토센서부(50)에서 검출된 증폭펄스의 회전속도를 검출하는 기능을 가지며, 복원시의 분해능 6비트 및 증분펄스를 출력위치데이터에로 변환처리하는 연산회로이다.
연산회로(18A)는 항상 회전속도를 감사하고 있으며, 최하위비트의 에지를 통과할 때의 회전속도가 설정가능한계속도(2)를 초과하고 있으면, 에지위치에 상당하는 소정의 치를 출력위치데이터로서 재설정한다.
제1b도의 스텝 101에서 압솔루트 엔코더의 위치가 D1점에서 전원(51)이 투입되면, 연산회로(18A)에서는 E1점의 위치가 출력위치데이터로서 설정된다(스텝 102).
모터(9)는 정방향으로 회전하여, B1점에 도달하기까지의 구간에서, 연산회로(18A)는 E1점의 위치데이터에 증분펄스(i)의 카운트수를 가산하여 출력위치데이터로 한다(스텝 103 내지 105).
스텝 104에서, 압솔루트 엔코더가 B1점에 도달하면, 연산회로(18A)는 회전속도를 체크하고(스테 114), 설정가능한계속도(2)보다 상회되어 있으므로, 에지위치에성의 출력위치데이터의 재설정을 하지 않는다(b6 에지 설정 불가구간 3).
또한, 출력위치데이터는 E1점의 위치데이터에 증분펄스(i)의 카운트수를 가산하여 출력하고 있는 상태내로 한다(스텝 105).
또한, C1점에 도달하여도 동일하게 에지위치에서의 출력위치 데이터의 재설정을 하지 않는다(b6 에지 설정 분가구간 3)(스텝 103,104,114,105).
그후에 회전속도가 설정가능한계속도(2)를 하회하고, F1점에 도달하면, 에지위치에 상당하는 소정의 치를 출력위치 데이터로 재설정한다(b6 에지 설정가능구간 4)(스텝 109).
이 시점으로부터, 출력위치데이터는 최대분해능 레벨로 된다.
그리고, 그 이후는 F1점의 위치데이터에 증분펄스(i)의 카운트수의 가산에 의해 출력위치데이터가 갱신출력하게 된다(스텝 110,111).
이후의 G1점등을 통과하여도, 에지위치에서의 출력위치데이터의 재설정은 하지 않는다.
또한, 제1b도의 플로차트에 의하여 전원이 투입될 때 회전속도가 이미 설정가능한계속도(2)를 하회하는 경우를 다음에 설명한다.
스텝 101에 있어서, 전원은 B1점에서 투입되며, E1점을 출력위치데이터로서 생성한다(스텝 102).
그리고, 정방향으로 회전하여 B1점에 도달하면 스텝(104 및 114)을 통과하여 스텝 109에서 출력위치데이터를 재설정한다.
[실시예 2]
다음, 제2a도, 2b도 및 2c도에 의하여, 이 발명에 의한 실시예 2를 설명한다.
제2a도는 이 발명에 의한 방법의 실시예 2의 타이밍차트이며, 제2a도는 현재위치의 생성순서를 나타내는 플로차트이다.
제2a도, 2b도 및 2c도에서 실시예 1의 제1a도, 1b도 및 1c도와 동일한 개소는 설명을 생략한다.
도면에서, 18B는 항상 회전속도를 감시하여 회전속도가 최하위비트의 에지를 통과할 때 설정가능한계속도를 하회하면, 에지위치에 상당한 소정의 치를 출력위치데이터로서 재설정하는 연산회로이다.
제2b도 및 2c도에 의한 스텝 101에 있어서, 압솔루트 엔코더 위치가 점 D1에서 전원(51)이 투입되면, 연산회로(18B)에서는 E1점의 위치가 위치데이터로서 설정된다(스텝 102).
모터(9)가 정방향으로 회전하여 B1점에 도달할 때까지의 구간에서, 연산회로(18B)는 E1점의 위치데이터에 증분펄스(i)의 카운터수를 가산하여 출력위치데이터로 한다(스텝 103에서 105).
스텝 104에서 B1점에 도달하면, 연산회로(18B)는 회전속도를 체크하고 스텝(116), 설정가능한계속도보다 상회하고 있으므로, 에지위치에 상당하는 소정의 치를 출력위치데이터로서 재설정한다(b6에서 설정가능 구간4)(스텝 117), 여기서 위치데이터는 고속으로 에지를 통과할때의 오차를 포함하고 있다하여도 최대분해능레벨이다.
이 시점에서부터, F1점의 위치데이터에 증분펄스(i)의 카운트수를 가산하여, 출력위치데이터가 갱신출력된다(스텝 105).
또한, 압솔루트 엔코더가 C1점에 도달하면, 연산회로(18B)는 아직 회전속도가 설정가능한계속도(2)보다 상회하고 있으므로, B1점과 동일하게 에지위치에 상당하는 소정의 치를 재설정한다(b6에서 설정가구간 4)(스텝 117).
또, C1점에서는 위치데이터는 고속도에서 에지를 통과시 오차를 포함한다.
그러나, C1점의 속도는 B1점의 속도보다는 느리기 때문에, C1점의 오차는 B1점의 오차보다 적다.
그 시점부터, C1점의 위치 데이터에 증분펄스(i)의 카운트수의 가산으로, 출력위치데이터가 갱신출력된다(스텝 105).
그후, 회전속도가 설정가능한계속도(2)를 하회하여 F1점에 도달하면, C1점과 동일하게 에지위치에서의 출력위치데이터의 재설정을 한후(스텝 120), 그 시점부터는 F1점의 위치 데이터에 증분펄스(i)의 카운트수를 가산하여, 출력데이터가 갱신출력된다(b6 에지설정 불가구간 3)(스텝 110, 111).
그후 G1점등을 통과하여도 에지위치에서의 출력위치데이터의 재설정은 하지 않는다.
실시예 2에서는, 에지를 통과할 때 회전속도가 감소하면 오차는 점점 감소한다.
또, 다시 제2b도의 폴로차트에 의하여 전원이 투입될 때, 회전속도가 이미 설정가능한계속도(2)를 하회한 경우를 설명한다.
스텝 101에서 전원이 D1점에서 투입되어 E1점을 출력위치데이터로 생성한다(스텝 102).
그리고, 압솔루트 엔코더가 정방향으로 회전하여 B1점에 도달하면, 스텝 104 및 116을 통과하여 스텝 120에서 출력위치데이터를 재설정한다.
[실시예 3]
다음, 제3도, 4a도 및 4b도를 참조하여 이 발명의 실시예 3에 대하여 설명한다.
제3도는 이 발명에 의한 실시예 3에 적용된 압솔루트 엔코더를 사용한 절대위치시스템의 전체구성도이며, 제10도의 종전예와 동일의 개소에 대햐여는 설명을 생략한다.
제4a도는 이 발명의 다른 실시예를 나타내는 타이밍차트이며, 제1a도의 실시예 1과 동일의 개소에 대하여는 설명을 생략한다.
제4b도는 현재위치의 생성순서를 나타내는 플로차트이다.
제3도에서, 32는 압솔루트 엔코더(8)에서의 출력위치데이터를 수신하여 회전속도를 검출하는 회전속도검출유닛이며, 31C는 회전속도검출유닛을 감시하는 감시유닛이 있는 서보증폭기(30C)의 CPU이며, 검출된 회전속도가 설정가능한계속도(2)보다 작을때만 회전속도검출유닛을 감시하여 압솔루트 엔코더(8)에 신호를 송신한다.
또한, 서보증폭기(30C)에서의 신호를 수신후, 연산회로(18C)는 엔코더가 복원시의 분해능의 최하위비트의 제1에지를 통과시의 에지위치에 상당하는 소정의 치를 출력위치로서 재설정한다.
제4b도에 참조하여, 스텝 101에 있어서, 압솔루트 엔코더(8)의 위치가 D1점에서 전원(51)이 투입되면, 연산회로(18C)에서는 E1점의 위치가 출력위치데이터 한다(스텝 102).
모터(9)가 정방향으로 회전하여 B1점에 도달할때까지의 구간에서, 연산회로(18C)는 E1점의 위치데이터에 증분펄스(i)의 카운터수를 가산하여 출력위치데이터로 한다(스텝 105).
B1점에 도달하면 서보증폭기(30C)는 회전속도가 설정가능한계속도보다 상회하고 있으므로 신호를 발신하지 않는다(b6 에지설정 불가구간 3).
또, 연산회로(18C)는 신호를 수신하지 않고 있으므로, 출력위치데이터는 E1점의 위치데이터에 증분펄스(i)의 카운트수를 가산하여 출력하고 있는 상태대로 한다(통과스텝 103, 121, 105).
또한, C1점에 도달하여도 동일하게 에지위치에성의 출력위치데이터의 재설정을 하지 않는다(b6 에지설정 불가구간 3).
그후, 회전속도가 설정가능한계속도(2)를 하회하여 T점에 도달하면 서보증폭기(30C)는 압솔루트 엔코더(8)에 신호를 발신하여 다음의 회하위비트의에지 대기상태로 된다(b6 에지설정 가능구간 4)(스텝 104).
F1점에 도달하면, 연산회로(18C)는 에지위치에 상당하는 소정의 치를 출력위치데이터의 재설정한다(스텝 109).
그 시점으로부터, 출력위치데이터는 F1점의 위치데이터에 증분펄스의 카운트수를 가산하여 갱신출력한다(b6 에지설정 불가구간 3)(스텝 110, 111).
그후, G1점등을 통과하여도, 에지위치에성의 출력위치데이터의 재설정은 하지 않는다.
다음, 전원이 투입될 때, 회전속도가 이미 설정가능한계속도를 하회할 경우를 제4b도의 플로차트에 의해 설명한다.
스텝 101에서 전원이 D1점에서 투입되여, 출력위치데이터로서 E1점을 생성하며, 압솔루트 엔코더가 정방향으로 회전하여 B1점에 도달하면 스텝 103, 121 및 1404를 통과하여 스텝 120에서 출력위치데이터를 재설정한다.
[실시예 4]
다음, 제5도 및 제12도에 의하여 이 발명의 실시예 4를 설명한다.
제5도는 이 발명의 실시예 4를 나타내는 압솔루트 엔코더를 사용하는 절대위치검출시스템의 전체구성도이고, 종전예와 동일의 개소는 설명을 생략한다.
특히, 연산회로는 종전의 회호(18) 또는 상기 실시예의 개선된 회로(18A,18B,18C)중 어느 1개가 된다.
제5도에서, 15는 광량선택기, 16a는 표준저항기, 16b는 광량증가용 저항기, 19는 복원시의 분해능 6비트의 에지를 검출하고, 광량선택기(15)에 스위칭신호를 송출하는 임의의 비트에지검출부이다.
모터(9)가 고속회전하고 있을 때, 포토센서부(50)에 있어서, 복원시 분해능의 최하위비트의 신호파형은 제12도의 고속회전시 파형(41)과 같이 둔해져 있으나, 발광원(14)의 광량을 증가하면 신호파형을 저속회전시의 파형(40)에 접근시킬 수 있다.
이것에 유의하여 이하 상세히 설명한다.
광량선택기(15)는 최초에는 광량증가용 저항기(16b)를 선택한다.
먼저, 압솔루트 엔코더를 사용한 절대위치검출시스템의 전원을 투입하면, 발광원(14)의 광량은 표준보다 크게되어 있고, 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지를 에지검출부(19)가 검출될 때까지 상태가 계속된다.
에지검출부(19)가 에지를 검출하여 소정의 치를 설정할 때, 포토센서부(50)에 있어서, 복원시의 분해능의 최하위 비트신호파형은, 발광원(14)의 광량이 크기 때문에, 제12도의 저속회전시의 파형(40)에 가가운 상태로 된다.
에지검출부(19)가 에지를 검출했으므로, 광량선택기(15)에 스위칭신호가 송신되어 표준저항기(16a)를 선택하게되어, 발광원(14)의 광량은 종전시스템과 동일한 표준상태로 된다.
이렇게 하면, 고속회전에서 최하위비트의 에지를 통과하여도, 저속회전으로 통과한 것 같은 결과를 얻을 수 있다.
[실시예 5]
다음, 이 발명의 실시예 5에 대해서는 제5도 및 제12도를 사용하여 설명한다.
제6도는 이 발명의 실시예 5를 나타내는 압솔루트 엔코더를 사용한 절대위치검출시스템의 전체구성도이며, 제5도와 동일의 개소는 설명을 생략한다.
제6도에서, 20은 증분펄스에서 압솔루트 엔코더의 회전속도를 검출하는 속도검출부이며, 검출된 속도가 소정의속도보다 크면 신호를 출력한다.
21은 에지검출부(19)와 속도검출부(20)의 신호의 논리적을 광량선택기(15)에 출력하는 논리적(AND)회로이다.
압솔루트 엔코더가 소정의 회전속도보다 큰 속도로 회전하고 있을 때, 절대위치검출시스템의 전원을 투입하면, 논리적회로(21)는 속도검출부(20)에서 소정의 회전속도이상을 표시하는 신호와, 에지검출부(19)가 아직 에지를 검출하지 않고 있다는 신호를 수신하여, 광량선택기(15)에 신호를 출력하여, 광량증기용 저항기(16b)를 선택시킨다.
그때에, 발광원(14)의 광량은 표준보다 크게 되어 있고, 복원시의 분해등의 최하위비트의에지를 에지검출부(19)가 검출할 때 까지 또는 회전속도가 소정의 회전속도보다 내려가 속도검출부(20)가 그것을 검출할 때까지 상태가 계속된다.
에지검출부(19)가 에지를 검출하고 소정의 치를 설정할 때, 포토센서에 있어서 복원시의 분해는의 최하위비트신호파형은, 발광원(14)의 광량이 크기 때문에, 제12도의 저속회전시의 파형(40)에 가까운 상태로 된다.
또, 에지검출부(19)가 에지를 검출하거나, 회전속도가 소정속도보다 낮아 속도검출부(20)가 그것을 검출하면, 논리적회로(21)는 광량선택기(15)로의 신호를 떨어뜨리고 표준저항기(16a)를 선택하여, 발광원의 광량은 종전의 시스템과 동일한 표준상태로 된다.
[실시예 6]
다음, 이 발명의 실시예 6에 대하여 제7도를 사용하여 설명한다.
제7도는 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에서 소정의 치를 설정하는 순간에 있는 연산회로의 동작을 나타내는 도이다.
도면에서, 70은 압솔루트 엔코더(8)에 사용되는 연산회로, 5는 증분펄스에서 압솔루트 엔코더의 회전속도를 검출하는 속도검출유닛, 6은 검출된 속도에 대응하는 보정량을 선택하는 선택유닛이며, 7은 복원시의 분해능 6비트를 최하위비트의 에지에 상당하는 소정의 치를 변환하는 변환유닛이다.
절대위치검출시스템의 전원을 투입하여 복원시의 분해능의 최하위비트의 최초의 에지를 통과할 때, 고속회전이면 그 속도에 의하여 절대위치데이터에 위치이동이 생기게 된다.
이 위치이동을 미리 예측해 놓고 보정량 선택유닛(6)의 보정량선택부분(표시않됨)에 등록하여 놓는다.
복원시의 분해능의 최하위비트의 최초의 에지를 통과할 때, 속도검출유닛(5)에서 회전속도를 검출하고, 보정량선택유닛(6)에서 보정량을 결정한다.
변환유닛(7)에서 에지위치에 상당하는 소정의 치로 변환한 것을 상기 보정량에 가산하여 출력위치데이터를 설정한다.
[실시예 7]
다음, 이 발명의 실시예 7에 대하여 제8도 및 제9도를 사용하여 설명한다.
제8도는 복원시의 분해능의 최하위비트의 에지에서 소정의 치를 설정하는 순간에 있어서, 연산회로의 동작을 나타내는 도이다.
제8도에서 제7도와 동일한 개소에 대하여는 설명을 생략한다.
제9도는 압솔루트엔코더(8)를 사용하는 절대위치 검출시스템의 전체구성도이며, 제9도에 있어서도 제10도와 동일한 개소에 대하여는 설명을 생략한다.
실시예 6과 마찬가지로, 복원시의 분해능의 최하위비트의 최초의 에지를 통과할 때의 회전속도에 대응하는 이동량을 미리 예측하고, 그 보정량 또는 이동량을 보정량선택유닛(60의 보정량선택부분(표시않됨))에 등록하여 놓는다.
복원시의 분해능의 최하위비트의 최초의 에지를 통과할 때, 속도검출유닛(5)으로 회전속도를 검출하고 보정량선택유닛(6)에서 보정량을 결정한다.
출력위치데이터와 마찬가지로, 보정량도 압솔루트 엔코더(8)의 외부에 출력되고 서보증폭기(30) 내의 CPU(31)에 입력된다.
CPU(31)에서, 엔코더피드백치에 보정량을 가산하여, 이동량을 보정한다.
그외에, CPU(31)가 지령위치데이터로부터 보정량을 감산하여 처리할 때도 동일한 효과가 얻어진다.
또, 보정량이 가산 또는 감산될 때, 보정량을 분할하여 서서히 가감산시키면, 위치이동보정에 의한 위치데이터의 급변을 완화시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 압솔루트 엔코더(absolute encoder)에 전원을 투입 후, 임의의 분해능으로 현재위치를 복원하고, 현재위치의 복원 후 그의 회저네 적용되게 압솔루트 엔코더의 현재위치를 생성하는 방법에 있어서, 최대회전속도한계를 설정하고, 상기 압솔루트 엔코더의 회전속도를 검출하며, 복원을 위해 복원된 현재위치를 확인하는 소정의 신호를 포함한 복수의 신호를 발생하고, 적어도 1개의 증분펄스로 복원된 현재위치를 변경하며 복원된 현재위치에 펄스를 가감산하고, 결과치를 현재위치로서 출력하여 그의 현재위치를 소정의 신호의 소정에지에서 생성하며, 소정치를 소정신호의 소정에지에서 설정시 압솔루트 엔코더의 회전속도가 속도한계치이상일 때는 소정치의 설정을 금지하고 소정치를 소정신호의 소정에지에서 설정시 압솔루트 엔코더의 회전속도가 속도한계치이하일 때는 소정치를 설정하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 설정은 회전속도가 속도제한치 이하가 된 후에만 시행되는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회전이 정방향 또는 역방향인지 여부를 결정하고, 정방향 또는 역방향의 결정에 따라 상기 신호의 각 상승 또는 하강에지를 검출하며, 소정치에서 증분펄스를 가감산하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기의 소정신호는 분해능의 최하위 비트인 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  5. 압솔루트 엔코더에 전원투입 후, 임의의 분해능에서 현재위치를 복원하고, 현재위치의 복원 후, 그의 회전에 적용되게 압솔루트 엔코더의 현재위치를 생성하는 방법에 있어서, 최대회전속도한계를 설정하고, 압솔루트 엔코더의 회전속도를 검출하며, 복원을 위해 복원된 현재위치를 확인하는 소정의 신호를 포함한 복수의 신호를 발생하며, 압솔루트 엔코더의 회전속도가 소정치보다 적을 때, 적어도 1개의 증분펄스로 복원된 현재위치를 변경하고, 펄스를 복원된 현재위치에 가감산하여 결과치를 합성현재위치로서 출력하며, 소정의 신호의 소정에지에서 합성현재위치를 생성하고, 그리고 회전속도가 소정치보다 클 때에는 소정신호의 각 소정에지에서 소정치를 생성하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  6. 제5항에 있어서, 회전속도가 속도한계치를 하회하면, 회전이 정방향 또는 역방향인가를 결정하고, 정방향 또는 역방향의 결정에 따라 소정신호의 각 상승 또는 하강에지를 검출하며, 출력위치데이터에 증분펄스를 가감산하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  7. 제1항에 있어서, 소정신호는 분해능의 최하위비트임을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  8. 압솔루트 엔코더에 전원투입후, 복원 후 그의 회전에 적용되게 임의의 분해능에서 현재위치를 복원하고, 서보증폭기에 의해 구동되는 모터와 연계하여 압솔루트 엔코더를 동작케하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성벙법에 있어서, 최대회전속도한계를 설정하며, 서보증폭기의 출력에 의해 회전속도를 검출하며, 복원을 위해 복원된 현재위치를 확인하는 소정의 신호를 포함한 복수의 신호를 생성하며, 적어도 1개의 증분펄스로 복원된 현재위치를 변경하고, 펄스를 복원된 현재위치에 가감산하며, 결과치를 합성현재위치로서 출력하고 소정신호의 소정에지에서 합성현재위치를 생성하며, 소정신호의 소정에지에서 소정치를 생성시, 서보증폭기출력에 따라 압솔루트 엔코더의 회전속도가 속도한계치이상일 경우와, 압솔루트 엔코더가 먼저 소정신호의 소정에지에 도달시 합성현재위치를 생성하는 서보증폭기출력에 따라 압솔루트 엔코더의 회전속도가 속도한계치이하일 경우에 현재위치를 소정의 에지위치에 상응하는 소정치가 되게 설정하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  9. 제8항에 있어서, 소정의 신호가 분해능의 최하위 비트이고, 최초의 소정에지위에 소정의 신호가 다음의 소정에지에 출력위치데이터의 재설정을 금지시, 합성현재위치를 생성하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  10. 압솔루트 엔코더에 전원투입 후, 현재위치의 복원 후 그의 회전에 적용되게 임의의 분해능에서 현재위치를 복원하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법에 있어서, 최대회전속도 한계치를 설정하며, 압솔루트 엔코더의 회전속도를 검출하고, 복원을 위해 복원된 현재위치를 확인하는 소정의 신호를 포함한 복수의 신호를 생성하며, 적어도 1개의 증분펄스로 복원된 현재위치를 변경하고, 그 펄스를 복원된 현재위치에 가감산하여, 결과차를 합성현재위치로서 출력하고, 소정신호의 소정에지에서 합성현재위치를 생성하며, 현재위치를 소정에지위치에 상당하는 소정치가 되게 설졍하고, 소정치가 소정신호의 소정에지에서 생설될 때 얻은 압솔루트 엔코더의 회전속도에 따라 소정치를 설정하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기의 시행은 회전속도가 속도한계치이하가 된 후에만 이루어지는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  12. 제10항에 있어서, 회전이 정방향인가 역방향인가를 결정하고, 정방향 또는 역방향의 결정에 따라 소정신호의 각 상승 또는 하강에지를 검출하며, 출력위치데이터에 증분펄스를 가감산하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  13. 제10항에 있어서, 회전속도에 대응하는 복수의 치를 기억하고 검출된 속도에 따라 상기치를 검색하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  14. 압솔루트 엔코더에 전원투입 후, 현재위치의 복원 후 그의 회전에 적용되게 현재위치를 임의의 분해능에서 복원하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법에 있어서, 최대회전속도한계치를 설정하고, 압솔루트 엔코더의 회전속도를 검출하며, 복원을 위해 복원된 현재위치를 확인하는 소정의 신호를 포함한 복수의 신호를 생성하며, 적어도 1개의 증분펄스로 복원된 현재위치를 변경하고, 상기 펄스를 복원된 현재위치에 가감산하여 결과치를 합성현재위치로서 출력하며, 소정신호의 소정에지에서 합성현재위치를 생성하고, 소정의 신호의 소정에지에서 소정치를 생성할 때 얻은 압솔루트 엔코더의 회전속도에 따라 생성되는 상기 치를 출력하는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성방법.
  15. 전원투입 후 임의의 분해능에서 현재위치를 복원하는 압솔루트 엔코더에 있어서, 복원시 사용하는 엔코더의 현재위치를 표시하는 복수의 신호를 발생하는 수단과, 압솔루트 엔코더를 소정의 현재위치에 복원하는 수단과, 복원후 회전을 위해 복원된 현재위치에 1개 이상의 증분펄스를 가감산하고, 그의 결과치를 현재취치로서 출력하는 수단과, 복원시 현재위치를 생성하는 복수의 신호에 포함된 소정신호에지에서 엔코더의 현재위치를 생성하는 수단과, 발광부 및 엔코더가 전원투입 후 최초로 발생하는 소정의 신호의 에지를 통과할 때까지 잠정적으로 발광부의 광량을 증가시키는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더.
  16. 제15항에 있어서, 회전속도가 소정치보다 클때에 전원투입 후 최초로 발생하는 소정의 신호의 에지를 통과할 때까지 잠정적으로 발광부의 광량을 증가시키는 수단을 포함한 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더.
  17. 전원투입 후, 현재위치의 복원 후 압솔루트 엔코더의 회전에 적용되는 임의의 분해능에서 현재위치를 복원하는 압솔루트 엔코더의 현재위치를 생성하는 장치에 있어서, 최대회전속도한계치를 설정하는 수단과, 압솔루트 엔코더의 회전속도를 검출하는 수단과, 복원을 위해 복원된 현재위치를 확인하는 소저의 신호를 포함하는 복수의 신호를 발생하는 수단과, 복원된 현재위치의 가감산되는 증분펄스의 적어도 하나로 복원된 현재위치를 변경하고, 그 결과치를 소정신호의 소정에지에 생성되는 합성현재위치로서 출력하는 수단과, 소정치를 소정신호의 소정에지에서 설정시 압솔루트 엔코더의 회전속도가 소정치의 설정을 금지하는 속도제한치 이상일 경우와, 소정치를 소정신호의 소정에지에서 소정치를 설정할 때 속도제한치 이하일 경우에 현재위치를 소정의 에지위치에 상당하는 소정치가 되게 설정하는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 설정은 회전속도가 속도한계치 이하가 된 후에만 이루어지는 것을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 회전이 정방향인가 역방향인가를 결정하는 수단과, 소정신호의 각 상승 또는 하강에지를 검출하고, 정방향 또는 역방향의 결정에 따라 소정치에 증분펄스를 가감산하는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성장치.
  20. 전원투입 후 현재위치의 복원 후 엔코더의 회전에 적용되는 임의의 분해능에 현재위치를 복원하는 압솔루트 엔코더의 현재위치를 생성하는 장치에 있어서, 최대회전속도한계치를 설정하는 수단과, 복원을 위해 복원된 현재위치를 확인하는 소정신호를 포함하는 복수의 신호를 발생하는 수단과, 엔코더의 회전속도가 소정치 이하일 때, 복원된 현재위치에 가감산되는 증분펄스에 의해 복원된 현재위치를 변경하고, 그 결과치를 소정신호의 소정에지에서 생성되는 합성현재위치로서 출력하는 수단과, 엔코더의 회전속도가 소정지 이상일 때 소정신호의 각 소정에지에서 소정치를 생성하는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 압솔루트 엔코더의 현재위치 생성장치.
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