KR20140048124A - 절대 변위량을 산출하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 이동체의 절대 변위량을 검출하는 것을 과제로 한다. 본 실시예에서는, 주축의 다회전 절대 회전각을 주축 및 부축에 결합된 각도 센서에 의해 검출된 회전 각도로부터 산출한다. 회전 구동원(11)에 결합된 주축(12)의 회전은 미리 정하는 변속비로 부축(13, 14)에 전달된다. 주축(12) 및 부축(13, 14)의 회전 각도 Ss, Sp, Sq는, 각도 센서(15a, 15b, 15c)에 의해 검출되고, 그들은 AD 변환 각도 계산부(16)에서 각도 검출값 θs, θp, θq로서 각각 동기화/정수화 처리부(17)로 보내져, 정수화된 주기 신호 p, q를 산출한다. 주기 신호 p, q는 주기 연산부(18)로 각각 보내져, 주축의 주기 신호 r을 산출한다. 주축의 다회전 절대 회전각 θc는, 회전각 합성부(19)에서 주축의 주기 신호 r 및 주축의 각도 검출값 θs에 기초하여, 산출된다. 본 발명은 직선 이동하는 이동체의 변위량을 검출하는 장치에도 적용할 수 있다.

Description

절대 변위량을 산출하는 장치 및 그 방법 {DEVICE FOR CALCULATING ABSOLUTE AMOUNT OF DISPLACEMENT, AND METHOD FOR SAME}
본 발명은, 절대 변위량을 산출하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 주기가 다른 복수의 주기 신호로부터 보다 주기가 긴 주기 신호를 산출하고, 그 주기 신호로부터 절대 변위량을 산출하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
공작 기계 등의 분야에 있어서, 이동체의 변위량을 검출하는 다양한 방식이 검토되고, 실용에 이용되어 왔다. 예를 들어, 일본 특허 제3967963호 공보(특허문헌 1)는, 절대 검출 주기가 다른 2개의 리졸버를 설치하고(도 1), 그들로부터 출력되는 변위 검출 신호를 이용하여 절대 변위를 검출하는 장치를 개시한다. 이 검출 장치는, 2개의 주기 신호로부터 그들의 최소 공배수의 주기 신호를 얻기 위한 데이터로 변환하고, 미리 ROM에 기억된 수치화된 스트로크값을 이용하여 절대 변위를 검출한다.
또한, 일본 특허 제3665732호 공보(특허문헌 2)는, 주축 구동 기어에 3개의 종동 기어를 맞물리게 한 기어 기구를 이용하여, 주 회전축의 다회전의 절대 위치를 검출하는 장치를 개시한다(도 2). 이 검출 장치는, 3개의 종동 기어에 결합된 리졸버에 의해 검출된 기계각으로부터 각 종동 기어의 회전수를 구하고, 미리 ROM에 기억된 각 종동 기어의 회전수와 주 회전축의 회전수의 관계(도 9)와 비교하여, 주 회전축의 절대 위치를 검출한다.
일본 특허 제3967963호 공보 일본 특허 제3665732호 공보
특허문헌 2에 기재된 발명은, ROM에 수치화된 데이터를 기억시키므로, 큰 기억 용량을 갖는 반도체 장치가 필요해지는 동시에, 넓은 실장 면적을 소비한다. 이러한 이유로부터, 검출 장치의 비용이 높아진다고 하는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 발명은, 2개의 주기 신호로부터 그들의 최소 공배수의 주기 신호를 얻기 위해 필요한 2차원적인 데이터 배열을 1차원적인 데이터 배열로 함으로써 데이터량을 감소시키지만, ROM에 데이터를 미리 기억시켜 두고 처리를 행하는 것에 변함은 없다.
본 발명은, 상술한 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 미리 참조용 데이터를 ROM에 기억시킬 필요는 없고, 변위량을 검출하는 복수의 변위 검출 기구에 의해 검출되는 복수의 변위 검출 신호로부터, 복수의 변위 검출 신호의 주기보다 넓은 주기를 갖는 절대 주기 신호를 산출하는 절대 변위 검출 장치 및 절대 주기 신호를 산출하는 방법이다.
본 발명은, 변위량을 검출하는 복수의 변위 검출 기구에 의해 검출되는 복수의 변위 검출 신호로부터, 복수의 변위 검출 신호의 주기보다 넓은 주기를 갖는 절대 주기 신호를 산출하는 절대 변위 검출 장치에 있어서, 복수의 변위 검출 신호로부터 주기가 다른 제1 주기 신호 및 제2 주기 신호를 생성하는 제1 계산 수단이며, 제1 주기 신호 및 제2 주기 신호는, 공통되는 기본 단위량에 의해 수치화되고, 또한 동기하여 변화되는, 제1 계산 수단과, 제1 주기 신호에 제1 계수를 승산한 값과 제2 주기 신호에 제2 계수를 승산한 값의 차를, 제1 주기 신호의 주기와 제2 주기 신호의 주기의 공배수로 제산한 제1 잉여를 산출하는 제2 계산 수단이며, 제1 계수는, 공배수를 제1 주기 신호의 주기로 제산한 값이고, 또한 제2 계수는, 공배수를 제2 주기 신호의 주기로 제산한 값인, 제2 계산 수단과, 제1 잉여를, 제1 계수와 제2 계수의 차로 제산한 제2 잉여를 산출하는 제3 계산 수단과, 제1 잉여에, 제2 잉여에 공배수를 승산한 값을 가산함으로써, 절대 주기 신호를 산출하는 제4 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 절대 변위 검출 장치이다.
본 발명에 관한 제4 계산 수단은, 절대 주기 신호를 제1 계수와 제2 계수의 차로 제산하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 공배수는, 최소 공배수인 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 복수의 변위 검출 기구는, 직선 운동하는 이동체의 변위를 검출하기 위한 변위 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 복수의 변위 검출 기구는, 회전 운동하는 주축, 주축의 회전이 제1 변속비로 전달되는 제1 부축 및 주축의 회전이 제2 변속비로 전달되는 제2 부축으로 이루어지는 변속 기구를 포함하고, 복수의 변위 검출 신호는, 주축 및 제1 및 제2 부축의 회전 각도를 검출하기 위한 각도 센서로부터 출력되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 제산하는 수단에 의해 얻어지는 값에 기본 단위량을 승산하고, 또한 주축의 회전 각도를 더함으로써, 주축의 절대 회전각을 검출하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 변위량을 검출하는 복수의 변위 검출 기구에 의해 검출되는 복수의 변위 검출 신호로부터, 복수의 변위 검출 신호의 주기보다 넓은 주기를 갖는 절대 주기 신호를 산출하는 방법에 있어서, 복수의 변위 검출 신호로부터 주기가 다른 제1 주기 신호 및 제2 주기 신호를 생성하는 제1 계산 단계이며, 제1 주기 신호 및 제2 주기 신호는, 공통되는 기본 단위량에 의해 수치화되고, 또한 동기하여 변화되는, 제1 계산 단계와, 제1 주기 신호에 제1 계수를 승산한 값과 제2 주기 신호에 제2 계수를 승산한 값의 차를, 제1 주기 신호의 주기와 제2 주기 신호의 주기의 공배수로 제산한 제1 잉여를 산출하는 제2 계산 단계이며, 제1 계수는, 공배수를 제1 주기 신호의 주기로 제산한 값이고, 또한 제2 계수는, 공배수를 제2 주기 신호의 주기로 제산한 값인, 제2 계산 단계와, 제1 잉여를, 제1 계수와 제2 계수의 차로 제산한 제2 잉여를 산출하는 제3 계산 단계와, 제1 잉여에, 제2 잉여에 공배수를 승산한 값을 가산함으로써, 주기 신호를 산출하는 제4 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이다.
본 발명에 관한 제4 계산 단계는, 절대 주기 신호를 제1 계수와 제2 계수의 차로 제산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이다.
본 발명에 관한 공배수는, 최소 공배수인 것을 특징으로 하는 방법이다.
본 발명에 관한 복수의 변위 검출 기구는, 직선 운동하는 이동체의 변위를 검출하기 위한 변위 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이다.
본 발명에 관한 복수의 변위 검출 기구는, 회전 운동하는 주축, 주축의 회전이 제1 변속비로 전달되는 제1 부축 및 주축의 회전이 제2 변속비로 전달되는 제2 부축으로 이루어지는 변속 기구를 포함하고, 복수의 변위 검출 신호는, 주축 및 제1 및 제2 부축의 회전 각도를 검출하기 위한 각도 센서로부터 출력되는 것을 특징으로 하는 방법이다.
본 발명에 관한 제산하는 단계에 의해 얻어지는 값에 기본 단위량을 승산하고, 또한 주축의 회전 각도를 더함으로써, 주축의 절대 회전각을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이다.
본 발명에 따르면, 참조 데이터를 메모리에 기억시키는 일 없이, 2개의 주기 신호로부터, 이들의 최소 공배수의 주기 신호를 간단한 계산 처리로 구할 수 있다. 메모리에 기억된 참조 데이터에 대한 라운드 로빈 방식의 탐색 처리를 할 필요가 없으므로, 이동체의 변위량을 고속의 처리로 구할 수 있다. 또한 데이터를 미리 기억시켜 두는 메모리를 사용하지 않음으로써, 비용을 저감시키는 동시에 메모리용 스페이스를 삭감하는 것이 가능해진다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 도면 및 그 도면에 대응하는 설명은, 어디까지나 본 발명을 실시하기 위한 예시적인 기술이며, 청구항에 관한 발명이 본 실시예에 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다. 또한, 본 발명은, 직선 운동하는 이동체의 변위량 및 회전 운동하는 이동체의 변위량을 검출할 수 있는 발명이지만, 이하의 실시예에서는, 모터 등의 회전 구동원의 변위량(회전각)을 검출하는 실시예에 기초하여 설명한다. 그러나, 특허청구범위에서 정의되는 발명이 실시예에 나타내어지는 회전 구동원의 변위량을 검출하는 장치 및 방법에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은, 청구항에서 정의되는 용어에 의해서만 해석되고, 그 용어는, 그 일반적인 해석에 따르는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 다회전 절대 회전각 검출 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 다회전 절대 회전각 검출 장치에 있어서, 주기 신호 p, q와 주축의 회전수 y의 관계를 설명하기 위한 파형을 나타내는 도면이다.
도 3은 주기 연산부에 있어서 주기 신호 p, q로부터 주기 신호 r을 계산하는 플로우를 나타내는 블록도이다.
도 4는 주축의 회전수와 수치 d, e의 관계를 설명하기 위한 파형을 나타내는 도면이다.
도 5는 주축의 회전수와 수치 f, g의 관계를 설명하기 위한 파형을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 주기 연산부에 입력되는 주기 신호 p, q로부터 주기 신호 r을 산출하는 처리 과정에 있어서의 계산 결과를 나타내는 표이다.
도 7은 본 발명의 계산 방법으로 처리할 수 있는 30주기까지의 주기 P, Q의 조합을 일람하기 위한 표를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 주기 연산부에 입력되는 주기 신호 p, q로부터 주기 신호 r을 산출하는 처리 과정에 있어서의 계산 결과를 나타내는 표이다.
도 9는 3개의 주기 신호의 주기로부터 최소 공배수를 계산하고, 그 주기를 갖는 주기 신호를 계산하는 경우의 계산의 가부를 나타내는 표이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예인 다회전 절대 회전각 산출 장치(10)의 블록도이다. 도 1의 다회전 절대 회전각 산출 장치(10)는, 회전 구동원인 모터(11)의 회전축에 결합된 주축(12)의 다회전 절대 회전각 θ를 산출하는 장치이다. 모터(11)의 회전축에 결합된 주축(12)에는, 제1 주축 기어(12a) 및 제2 주축 기어(12b)가 장착되고, 그들은 제1 부축(13)의 제1 부축 기어(13a)와 제2 부축(14)의 제2 부축 기어(14a)와 각각 맞물린다. 제1 주축 기어(12a)에 대한 제1 부축 기어(13a)의 변속비는 4/5이고, 또한 제2 주축 기어(12b)에 대한 제2 부축 기어(14a)의 변속비는 8/9이다. 본 실시예의 변속비에서는, 제1, 제2 부축(13, 14)의 회전 속도는, 주축(12)에 대해 감속한다.
주축(12), 제1 부축(13) 및 제2 부축(14)에는, MR 소자를 사용한 각도 센서(15a, 15b, 15c)가 장착되어, 각 축의 회전 각도를 검출한다. 각도 센서(15a, 15b, 15c)는, 회전 각도를 검출하는 센서이면 리졸버, 광학식 인코더, 그 밖의 센서여도 된다. 각도 센서(15a, 15b, 15c)는, 축이 1회전하면 1주기의 2상 정현파 신호(Ksinθ, Kcosθ)를 출력한다. 각도 센서(15a, 15b, 15c)에 의해 검출된 2상 정현파 신호 Ss, Sp, Sq에 기초하여, 주축(12)의 다회전 절대 회전각 θc가 산출되는데, 그 순서는 개략 이하와 같다. 또한, 주축(12), 제1 및 제2 부축(13, 14), 제1 및 제2 주축 기어(12a, 12b), 제1 및 제2 부축 기어(13a, 14a) 및 각도 센서(15a, 15b, 15c)는 변위 검출 기구를 구성하고, 복수의 변위 검출 신호를 출력한다.
상술한 바와 같이 구성된 기어 기구의 각도 센서에 의해 검출된 각 축의 2상 정현파 신호는, AD 변환 및 각도 계산부(16)에 입력되고, 각 회전축의 1회전 내의 각도를 나타내는 각도 검출값 θs, θp, θq가 계산된다. 다음에, 이들 각도 검출값 θs, θp, θq는, 동기화/정수화 처리부(17)로 각각 보내지고, 주기 신호 p, q가 산출된다. 주기 신호 p는, 주축 각도 검출값 θs와 제1 부축 각도 검출값 θp의 위상차를 주축이 1회전하였을 때의 위상차량을 1로 하여 계수한 것이다. 주기 신호 q는, 주축 각도 검출값 θs와 제1 부축 각도 검출값 θq의 위상차를 주축이 1회전하였을 때의 위상차량을 1로 하여 계수한 것이다. 주기 신호 p, 주기 신호 q는 주축의 1회전마다의 회전수에 동기하여 변화된다.
본 실시예에서는, 제1 주축 기어(12a)와 제1 부축 기어(13a)의 변속비가 4/5이므로, 주축(12)이 5회전할 때마다(주축의 회전각이 360×5＝1800°의 정수배마다) 제1 부축(13)은 4회전하여, 주축 회전각 검출값 θs와 제1 부축 각도 검출값 θp의 위상 관계는 원래의 상태로 복귀된다. 즉, 주기 신호 p는, 주기 P(본 실시예에서는, 5회전)를 갖는다. 또한, 제2 주축 기어(12b)와 제2 부축 기어(14a)의 변속비가 8/9이므로, 주축(12)이 9회전할 때마다(주축의 회전각이 360×9＝3240°의 정수배마다) 제2 부축(13)은 8회전하여, 주축 회전각 검출값 θs와 제2 부축 각도 검출값 θq의 위상 관계는 원래의 상태로 복귀된다. 즉, 주기 신호 q는, 주기 Q(본 실시예에서는, 9회전)를 갖는다. 이들 주기 신호 p, q는, 다시 주기 연산부(18)로 보내지고, 여기서 주기 신호 p, q는, 제1 부축 기어(13a)의 회전 각도와 제2 부축 기어(14a)의 회전 각도가 동기하는 주기(주기 P와 주기 Q의 최소 공배수 L, 본 실시예에서는 45주기)를 나타내는 신호인 주기 신호 r이 산출된다. 마지막으로, 주축(12)의 다회전 절대 회전각 θc는, 이 주기 신호 r과 각도 검출값 θs에 기초하여, 회전각 합성부(19)에서 산출된다. 이하 각 블록에 있어서의 계산 처리를 더욱 상세하게 설명한다.
AD 변환 및 각도 계산부(16)는, 입력된 2상 정현파 신호 Ss, Sp, Sq를 디지털값으로 변환하고, 이들 2개의 신호의 아크탄젠트(역탄젠트 함수)를 계산함으로써, 각 축의 각도 검출값 θs, θp, θq를 각각 구한다. 여기서, 1회전당의 기본 단위량 u를 예를 들어 360(°)로 하면, 축의 회전에 대해, 0∼360의 각도 검출값이 출력된다. 또한, 이하의 기술에 있어서, 「각도」는, 1회전 내의 각도의 표시를 나타내고[예를 들어, 0∼360(°)], 또한 「회전각」은, 다회전의 각도의 표시[예를 들어, 2회전의 경우는 720(°)]를 포함한다. 또한, 기본 단위량 u는 1이어도 되고, 이 경우, 회전각 1은 1회전을 의미한다.
주축(12)의 회전각을 θ로 하면, 주축(12)에 장착된 주축 각도 센서(15a)의 출력 신호 Ss로부터 구해지는 각도 검출값 θs는, 주축(12)의 회전각 θ에 대한 기본 단위량 u의 잉여 계산을 실행함으로써 얻어지므로, 다음 식(1)과 같이 나타낼 수 있다. 잉여라 함은, 식(1)에 있어서, 피제수 θ를 제수 u로 나누었을 때의 나머지를 의미한다. 또한, 제1, 제2 부축(13, 14)의 각도 검출값 θp, θq도, 제1, 제2 부축(13, 14)의 회전각에 대한 기본 단위량 u의 잉여 계산을 실행함으로써 얻어진다. 기어의 유격, 각도 센서의 검출 오차를 고려하면, 제1, 제2 부축(13, 14)의 주축(12)에 대한 변속비가 4/5, 8/9이므로, 각도 검출값 θp, θq는, 다음 식(2), (3)과 같이 각각 나타낼 수 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
다음에, 제1 부축(13)의 주축(12)에 대한 주기 신호 fp는, 주축(12)의 각도 검출값 θs와 제1 부축(13)의 각도 검출값 θp의 차를 기본 단위량 u로 나누었을 때의 잉여를 계산함으로써 구해지고, 다음 식(4)로 나타낼 수 있다. 주기수(P＝5)를 곱함으로써, 주기 신호 fp의 크기를 주축 회전량에 맞출 수 있다. 식(4)로부터 명백한 바와 같이, 주기 신호 fp는, 주축의 회전각이 1800°(360°×5)를 1주기로 하고, 0으로부터 1800(°)까지 단조 증가하는 톱니 파형의 신호이다.
Figure pct00004
또한, 제2 부축(14)의 주축(12)에 대한 주기 신호 fq는, 주축(12)의 각도 검출값 θs와 제2 부축(14)의 각도 검출값 θq의 차를 기본 단위량 u로 나누었을 때의 잉여를 계산함으로써 구해지고, 다음 식(5)로 나타낼 수 있다. 주기수(P＝9)를 곱함으로써, 주기 신호 fq의 크기를 주축 회전량에 맞출 수 있다. 식(5)로부터 명백한 바와 같이, 주기 신호 fq는, 주축의 회전각이 3240°(360°×9)를 1주기로 하고, 0으로부터 3240(°)까지 단조 증가하는 톱니 파형의 신호이다.
Figure pct00005
다음에, 상기 주기 신호 fp, fq를 기본 단위량 u로 나누어 1회전 단위의 정수화를 행하고, 주기 신호 fp, fq의 정수화된 주기 신호 p, q를 계산한다. 주기 신호 fp는, 상술한 바와 같이 0으로부터 1800까지 단조 증가하는 신호이므로, 기본 단위량 u(＝360)로 나누어, 정수화하면, 주기 신호 p는, 도 2의 상단에 나타내어지는 바와 같이 4단의 계단 형상 파형으로 된다. 또한 마찬가지로, 주기 신호 fq는, 상술한 바와 같이 0으로부터 3240까지 단조 증가하는 신호이므로, 기본 단위량 u(＝360)로 나누어, 정수화하면, 주기 신호 q는, 도 2의 하단에 나타내어지는 바와 같이 8단의 계단 형상 파형으로 된다.
그러나, 각 각도 센서로부터의 신호는, 오차를 포함하고 있으므로, 주기 신호 fp, fq의 수치가 전환되는 타이밍은 완전하게 동기되지는 않는다. 따라서, 주축의 각도 검출값 θs로 동기를 도모하고, 그 후 정수화를 실행한다. 즉, 다음 식(6), (7)에 나타내는 바와 같이, 주축의 각도 검출값 θs의 차를 취하여, 기본 단위량 u로 나눈 값을 정수화한다. 정수화는, 정수화하는 값에 0.5를 더하여, 소수점 이하를 버림으로써(INT 함수) 실행할 수 있다.
Figure pct00006
Figure pct00007
도 2에 나타내어지는 주기 신호 p, q는, 주축(12)의 회전수를 y로 하면, 식(8), (9)와 같이 나타내어진다.
Figure pct00008
Figure pct00009
또한, 도 2에 있어서, 횡축은, 주축(12)의 회전수이고, 종축은, 주기 신호 fp, fq를 기본 단위량 u로 나눈 정수값 p, q(P＝5, Q＝9)이다. 도 2에 나타내어지는 주기 신호 p, q로부터 이해되는 바와 같이, 주기 신호 p, q의 조합은, 주축의 회전수가 P(＝5)와 Q(＝9)의 최소 공배수 L(＝45)마다의 주기를 가져, 주기 내에 동일한 조합으로 되는 일은 없다. 이들 정수화된 주기 신호 p, q는, 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 주기 연산부(18)로 보내진다.
주기 연산부(18)는, 도 3에 나타내어지는 P(＝5) 회전 주기의 주기 신호 p 및 Q(＝9) 회전 주기의 주기 신호 q로부터 P와 Q의 최소 공배수 L(＝45)의 주기를 갖는 주기 신호 r을 출력한다. 구체적으로는, 도 2에 나타내어지는 주기 신호 p와 주기 신호 q로부터 양 신호의 주기 P, Q의 최소 공배수 L의 주기를 갖는 절대 주기 신호 g(도 5)를 산출한다. 이 주기 신호 g의 주기 신호값으로부터 주축(12)의 다회전 회전수 r을 구한다. 마지막으로, 회전각 합성부(19)(도 1)에서, 이 다회전 회전수 r에 기본 단위량을 곱한 값에 각도 검출값 θs를 더하여, 주축(12)의 다회전 절대 회전각 θc를 구한다.
도 3은, 주기 연산부(18)에 있어서 주기 신호 p, q로부터 주기 신호 r을 계산하는 플로우를 설명하기 위한 블록도이다. 도 3에 나타내어지는 각 블록은, 계산 내용을 단순히 설명하기 위해 연산 단위로 나누어 표기하고 있지만, 각 블록이 하드웨어적으로 개별의 연산 소자로 분할되어야 하는 것을 의미하는 것은 아니며, 또한 소프트웨어적으로 개별의 모듈이나 서브루틴으로 분할되어야 하는 것을 의미하는 것도 아니다.
우선, 주기 연산부(18)에 있어서의 계산에 앞서, 설계시의 확정량으로서 이하의 수치가 부여된다. 즉, 주기 신호 p, q의 주기 P(＝5), Q(＝9), 주기 P, Q의 최소 공배수 L(＝45) 및 주기 P, Q 및 최소 공배수 L로부터 구해지는 다음 식(10)으로 정의되는 수치 D(＝4)이다. 수치 D는, 최소 공배수 L을 주기 P로 제산한 값(제1 계수)으로부터 최소 공배수 L을 주기 Q로 제산한 값(제2 계수)을 감산한 값으로 파악할 수 있다.
Figure pct00010
상술한 괄호 내의 수치는, 본 실시예에 있어서 이용되는 수치이다. 이들 수치는, 주기 연산부(18)에 미리 프로그램되어 있어도 되고, 외부로부터 입력되도록 해도 된다. 주기 P, Q만이 외부로부터 입력되고, 최소 공배수 L 및 수치 D는, 내부에서 계산되어도 된다.
주기 연산부(18)의 제1 계산 수단(31)은, 동기화/정수화 처리부(17)에서 산출된 주기 신호 p, q(도 2)를 수취하여, 이들 주기 신호 p, q로부터 수치 a, b를 다음 식(11), (12)에 의해 계산한다. 그 후, 다음 식(13)에 의해, 제1 수치 c를 산출한다.
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
다음에, 제1 수치 c는, 제2 계산 수단(32)으로 보내지고, 다음 식(14)에 나타내어지는 바와 같이, 제1 수치 c를 최소 공배수 L로 나눔으로써 나머지를 구하는 잉여 계산이 실행되어, 제2 수치 d가 산출된다.
Figure pct00014
식(14)에 의해 계산되는 제2 수치 d의 주축의 회전수 y에 대한 파형은, 도 4에 나타내어진다. 또한, 도 4의 횡축은, 주축(12)의 회전수 y를 나타내고, 종축은, 제2 수치 d, 후술하는 제3 수치 e를 나타낸다. 도 4로부터 이해되는 바와 같이, 제2 수치 d는, 주축(12)이 L회전하는 동안에 4주기의 계단 형상 파형을 나타내고, 1개의 단차는 수치 D이다. 제2 수치 d는, 제3 계산 수단(33) 및 제4 계산 수단(34)으로 보내진다.
제3 계산 수단(33)은, 제2 수치 d를 수취하면, 다음 식(15)에 의해, 우선 제3 수치 e를 산출한다.
Figure pct00015
제3 수치 e는, 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 최소 공배수 L의 주기를 갖는 단차 1의 4단의 계단 형상 파형을 나타낸다. 제3 수치 e가 산출되면, 계속해서 다음 식(16)에 나타내어지는 바와 같이, 제3 수치 e에 최소 공배수 L이 곱해진 제4 수치 f가 계산된다.
Figure pct00016
제4 수치 f는, 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 최소 공배수 L의 단차를 갖는 4단의 계단 형상 파형을 나타낸다. 제4 수치 f는, 제4 계산 수단(34)으로 보내진다.
제4 계산 수단(34)은, 우선 다음 식(17)에 나타내어지는 바와 같이, 제4 수치 f에 제2 수치 d를 더하여, 제5 수치 g를 산출한다.
Figure pct00017
제5 수치 g는, 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 주축의 회전수 y가 0으로부터 L회전에 도달할 때마다, 단차 D로 단조롭게 증가하는 계단 형상 파형을 나타낸다. 이 계단 형상 파형의 제5 수치 g는, 다음 식(18)에 나타내어지는 바와 같이, 수치 D로 나누어져, 단차 1의 계단 형상 파형의 주축의 주기 신호 r이 구해진다. 이 주기 신호 r은, 회전각 합성부(19)에 출력되어, 주축의 다회전 절대 회전각이 산출된다.
Figure pct00018
상술한 바와 같이, 주기 연산부(18)에 의해, 주기 신호 p, q로부터, 주기 신호 p, q의 주기 P, Q의 최소 공배수 L의 주기를 갖는 주기 신호 r이 산출된다. 주기 신호 p, q를 입력하여, 상술한 계산의 중간 결과를 포함하는 계산 경과가 도 6에 나타내어진다. 도 6에 나타내어지는 표에서는, 주기 연산부(18)에의 입력 신호로서의 주기 신호 p, q, 수치 a∼g의 중간 결과 및 주기 신호 r의 각 값이 주축(12)의 회전수에 대응하여 나타내어진다. 도 3, 도 4, 도 5의 각 파형의 값은, 도 6에 나타내어지는 표 중의 수치에 대응한다.
다시 도 1로 되돌아가, 주기 연산부(18)의 출력인 주기 신호 r은, 회전각 합성부(19)에 입력되고, 회전각 합성부(19)는 주축(12)의 다회전 절대 회전각 θc를 산출한다. 이 회전각 θc는, 주축(12)의 회전수에 주축의 회전 각도를 더한 값에 대응하므로, 다음 식(19)에 나타내어지는 바와 같이, 주축의 회전각 θc는, 주축의 회전수에 대응하는 주기 신호 r(단위를 맞추기 위해 기본 단위량 u가 곱해짐)에 주축의 회전 각도에 대응하는 주축의 각도 검출값 θs가 더해진다.
Figure pct00019
이상의 계산에 의해, 주축(12)의 다회전 절대 회전각 θ는, 상기 식(19)에 의해 회전각 θc를 산출함으로써 얻어진다.
주기 신호 r은 식(18)에 의해 구해지지만, 식(18) 중의 수치 g를 식(17)로 치환하면, 주축의 주기 신호 r은, 다음 식(20)과 같이 된다.
Figure pct00020
또한, 식(20) 중의 수치 f를 식(16)로 치환하면, 주기 신호 r은, 다음 식(21)과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00021
또한, 식(21) 중의 수치 e를 식(15)로 각각 치환하면, 주기 신호 r은, 다음 식(22)로서 표현할 수 있다.
Figure pct00022
또한, 식(22) 중의 수치 d를 식(14)로 치환하면, 주기 신호 r은, 다음 식(23)과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00023
마지막으로, 식(23) 중의 수치 c를 식(13)으로 치환하면, 주기 신호 r은, 다음 식(24)와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00024
이상과 같이, 주기 신호 r은 최종적으로 식(24)로서 표현할 수 있고, 식(24) 중의 주기 P, Q, 최소 공배수 L 및 수치 D는, 설계시의 확정량으로서 부여되어 있으므로, 결국, 주기 신호 r은, 주기 신호 p, q를 식(24)에 대입함으로써 산출할 수 있다.
도 4로 되돌아가, 주축의 회전수 y에 대한 수치 d의 파형에 대해 검토한다. 수치 d는 식(14)에 의해 계산되지만, 식(14)의 수치 c에 식(13)을 대입하고, 다시 주기 신호 p, q에 식(6), (7)을 대입하고 또한 정리하면, 다음 식(25)가 얻어진다.
Figure pct00025
잉여 계산에 있어서, mod(mod(a,b),b)＝mod(a,b)가, 또한 mod(a,b)＝mod(ab,b)가 성립되므로, 상기 식은 다음 식(25)와 같이 변형할 수 있다. 또한, D는, 식(10)에서 정의되는 수치이다.
Figure pct00026
잉여 계산은, 피제수를 제수로 나눈 나머지를 구하는 것이므로, 식(25)는, n을 정수로 하면, 다음 식(26)과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00027
mod (L,D)＝1이 성립되는 경우
잉여 계산에 있어서, mod(L,D)＝1이 성립될 때, N을 정수로 하면, L은, L＝ND＋1로 나타낼 수 있다. 이 L을 식(26)에 대입하면, 식(26)은, 다시 다음 식(27)과 같이 변형할 수 있다.
Figure pct00028
여기서, 정수인 n을 식(26)과 같이 둔 경우, 잉여 계산의 정의로부터, n은, 다음 식과 같이 표현할 수도 있다. INT(A)는, 수치 A를 정수화하는 계산이다.
Figure pct00029
L＝ND＋1을 대입하면, 상기 식은, 다음 식(28)로 된다.
Figure pct00030
식(27)로부터, y＝nN＋1일 때에, d＝D－n으로 되고, 그리고 y가 1 증가할 때마다, d는 D씩 증가한다.
상기한 고찰로부터, 도 4에 나타내어지는 실시예를 검증하면, 최소 공배수인 L은 45, 수치 D는 4이므로, N＝11이 된다. 주축의 회전수 y의 값에 대해, 수치 d가 어떻게 변화되는지, 이하 검토한다.
(1) 0≤y≤11(＝N)일 때, 식(28)로부터, n＝0이 되므로,
Figure pct00031
로 된다. 따라서, 주축의 회전수 y가 1씩 증가하면, 수치 d는, 0으로부터 44(＝ND)까지 4(＝D)씩 증가한다.
(2) 12≤y≤22(＝2N)일 때, n＝1이 되므로,
Figure pct00032
로 된다. y＝12일 때, d＝3이 되므로, 주축의 회전수 y가 12로부터 1씩 증가하면, 수치 d는, 3으로부터 43(＝ND－1)까지 4(＝D)씩 증가한다.
(3) 23≤y≤33(＝3N)일 때, n＝2가 되므로,
Figure pct00033
로 된다. y＝23일 때, d＝2가 되므로, 주축의 회전수 y가 23으로부터 1씩 증가하면, 수치 d는, 2로부터 42(＝ND－2)까지 4(＝D)씩 증가한다.
(4) 34≤y≤44(＝4N)일 때, n＝3이 되므로,
Figure pct00034
로 된다. y＝34일 때, d＝1이 되므로, 주축의 회전수 y가 34로부터 1씩 증가하면, 수치 d는, 1로부터 41(＝ND－3)까지 4(＝D)씩 증가한다.
다음에, 수치 e로서, 식(15)에 나타내어지는 e＝mod(－d,D)를 이용하여, 그 수치 d에 식(27)을 대입하면, 다음 식(33)과 같이 변형할 수 있다.
Figure pct00035
잉여 계산에 있어서, mod(ab＋c,b)＝mod(c,b)가 성립되므로, 식(35) 중의 D(y－nN)의 항은 삭제할 수 있고, 상기 식은, 다음 식(34)와 같이 정리할 수 있다.
Figure pct00036
따라서, 수치 e는, 도 4에 나타내어지는 바와 같이 0, 1, 2, 3의 값을 나타내는 계단 형상 파형이 된다.
수치 e가 구해지면, 다음 식(35)로 나타내어지는 바와 같이, 수치 e에 최소 공배수 L을 곱하여, 도 5에 나타내어지는 수치 f가 산출된다.
Figure pct00037
다음에, 수치 d에 수치 f를 더하면, 다음 식(36)으로 나타내어지는 바와 같이, 수치 g가 산출된다.
Figure pct00038
n＜D이기 때문에, mod(n,D)＝n이 성립되므로, 다음 식(37)이 성립된다.
Figure pct00039
마지막으로, 수치 g를 수치 D로 나누면, 다음 식(38)로 나타내어지는 바와 같이, 주축의 주기 신호 r이 구해진다.
Figure pct00040
단, 주축의 회전수 y는, y＜L의 범위 내의 수치이며, r＝mod(y,L)이다.
mod (L,D)＝D－1이 성립되는 경우
잉여 계산에 있어서, mod(L,D)＝D－1이 성립되는 경우, N을 정수로 하면, L은, L＝ND＋D－1＝(N＋1)×D－1로 나타낼 수 있다. 이 L을 식(26)에 대입하면, 식(26)은, 또한 다음 식(39)와 같이 변형시킬 수 있다.
Figure pct00041
여기서, 정수인 n을 식(26)과 같이 둔 경우, 잉여 계산의 정의로부터, n은, 다음 식과 같이 표현할 수도 있다.
Figure pct00042
L＝(N＋1)×D－1을 대입하면, 상기 식은, 다음 식(40)이 된다.
Figure pct00043
식(39)로부터, y＝nN＋1일 때에, d＝n이 되고, 그리고 y가 1 증가할 때마다, d는 D씩 증가한다.
다음에, 수치 e로서, 식(15)에 나타내어지는 e＝mod(d,D)를 이용하여, 그 수치 d에 식(39)를 대입하면, 다음 식(41)과 같이 변형시킬 수 있다.
Figure pct00044
잉여 계산에 있어서, 식(41) 중의 D(y－n(N＋1))의 항은 상술한 바와 마찬가지로 삭제할 수 있고, 상기 식은, 다음 식(42)와 같이 정리할 수 있다.
Figure pct00045
따라서, 수치 e는, 도 4에 나타내어지는 바와 같이 0, 1, 2, 3의 값을 나타내는 계단 형상 파형으로 된다.
이상과 같이, mod(L,D)＝1이 성립되는 경우, e＝mod(－d,D)를, mod(L,D)＝D－1이 성립되는 경우, e＝mod(－d,D)를 이용함으로써, 주축의 회전수 y를 산출할 수 있다.
D＝1이 성립되는 경우
D＝1의 경우, d＝mod(Dy,L)＝mod(y,L)이 되므로,
Figure pct00046
로 된다.
다음에, 주기 신호 r은, 식(24)에 의해 산출할 수 있지만, 주기 P, Q의 값에 대한 성립성에 대해 검토한다. 주기 신호 r을 구하는 식(24)를 다시 기재하면 다음 식(44)가 된다.
Figure pct00047
주기 신호 p, q는, 식(6), (7)로부터, 다음 식(45), 467)과 같이 나타내어지므로, 그들을 상기 식(44)에 대입하면, 주축의 회전수를 y로 하면, 주기 신호 r은, 다음 식(47)로 나타내어진다.
Figure pct00048
Figure pct00049
Figure pct00050
잉여 계산에 있어서, mod(a,b)c＝mod(ac,bc)가 성립되므로, 식(47)의 분자를 정리하면, 주기 신호 r은, 다음 식(48)과 같이 된다.
Figure pct00051
또한, mod(a,c)＋mod(b,c)＝mod(a＋b,c)가 성립되므로, 상기 식의 분자를 다시 정리하면, 주기 신호 r은, 다음 식(49)와 같이 된다.
Figure pct00052
식(10)에 나타내어지는 바와 같이,
Figure pct00053
이므로, 상기 식(49)에 대입하여 정리하면, 주기 신호 r은, 다음 식(50)과 같이 된다.
Figure pct00054
잉여 계산에 있어서, mod(mod(a,b),b)＝mod(a,b)가 성립되므로, 상기 식의 분자를 변형하면, 주기 신호 r은, 다음 식(51)과 같이 된다.
Figure pct00055
여기서, 조건 1로서, D가 1(예를 들어, P＝8, Q＝9)인 경우, 식(51)은, 다음 식(52)가 된다.
Figure pct00056
잉여 계산에 있어서, a가 정수이면, mod(a,1)＝0이 성립되므로, 상기 식(52)는, mod(－mod(y,L),1)×L의 항을 삭제하면, 다음 식(53)과 같이 된다.
Figure pct00057
y≤L이므로, 주기 신호 r은, 다음 식(54)가 된다.
Figure pct00058
이상과 같이, D가 1일 때, 주기 신호 r은 주축의 회전수 y와 동등하므로, 식(24)를 이용하여 주기 신호 r을 산출함으로써, 주축의 회전수를 구할 수 있는 것이 검증되었다.
다음에, 조건 2로서, mod(L,D)＝1 혹은 mod(L,D)＝D－1이 성립되는 경우에 대해 검토한다. 주기 신호 r은, 식(51)을 다시 기재하면 다음 식(55)가 된다.
Figure pct00059
여기서, 식(26)으로 나타내어지는 바와 같이, 다음 식(56)을 식(55)에 대입하면, 주기 신호 r은, 다음 식(57)과 같이 나타내어진다.
Figure pct00060
Figure pct00061
상기 조건 중, mod(L,D)＝1이 성립되는 경우, L은 D의 정수배에 1을 더한 값과 동등하므로, L＝ND＋1로 나타낼 수 있다. 또한, mod(L,D)＝D－1이 성립되는 경우, L은 D의 정수배에 (D－1)을 더한 값과 동등하므로, L＝ND＋(D－1)＝(N＋1)D－1로 나타낼 수 있다. 따라서, L＝ND＋1과 L＝(N＋1)D－1을 식(57)의 mod항에 대입하면, 각각 식(58), (59)가 된다.
L＝ND＋1을 대입하는 경우,
Figure pct00062
L＝(N＋1)D－1을 대입하는 경우,
Figure pct00063
mod항 중의 D의 정수배의 항은, mod항의 계산에 영향을 미치지 않으므로, 식(58)의 (－Dy＋nND) 및 식(59)의 (Dy－nND－nD)를 삭제하면, 식(58), (59)는 모두 다음 식(60)으로 변형된다.
Figure pct00064
mod항 중의 n이 D보다 작은 경우, mod(n,D)×L＝nL이 성립되므로, 식(60)은 다음 식(61)로 된다.
Figure pct00065
조건 2의 경우, 식(61)로부터 이해되는 바와 같이, 주기 신호 r은 주축의 회전수 y와 동등하므로, 식(24)를 이용하여 주기 신호 r을 산출함으로써, 주축의 회전수를 구할 수 있는 것이 검증되었다.
도 7은, 본 발명의 계산 방법으로 처리할 수 있는 30주기까지의 주기 P, Q의 조합을 일람하기 위한 표를 나타낸다. 도 7에 있어서, 횡축은 주기 Q를, 종축은 주기 P의 각 값을 나타낸다. 본 표에 있어서 표기된 ○표는 계산이 가능한 조합을 나타내고, 또한 ×표는 주기 P, Q가 서로소이지만 계산이 불가능한 조합을 나타내고, 또한 △표는 주기 P, Q가 서로소가 아니고, 계산이 불가능한 조합을 나타낸다. 도 7의 표로부터 이해되는 바와 같이, 서로소인 주기 P, Q의 대부분에서 계산이 가능한 것을 알 수 있다. 특히, 주기 P, Q의 차가 3 이하인 조합에서는, D＝1 또는 mod(L,D)＝1, mod(L,D)＝D－1이 반드시 성립되므로, 계산이 가능하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 주기 연산부에 입력되는 주기 신호 p, q로부터 주기 신호 r을 산출하는 처리 과정에 있어서의 계산 결과를 나타내는 표를 나타낸다. 본 실시예에서는, 주기 신호 p, q의 주기가 P＝5, Q＝7인 경우의 계산 결과를 나타낸다. 주기가 P＝5, Q＝7인 경우, 그들의 최소 공배수 L은 35이므로, 주축의 회전수가 35까지인 다회전 절대 회전각을 산출할 수 있다.
이상의 실시예에서는, 2개의 주기 신호의 주기로부터 그들의 최소 공배수의 주기를 갖는 주기 신호를 계산하여, 주축의 다회전 절대 회전각을 구하는 방법을 설명하였지만, 본 발명은, 반드시 2개의 주기 신호에 한정되는 것은 아니며, 3 이상의 주기 신호의 주기로부터 그들의 최소 공배수의 주기를 갖는 주기 신호를 계산하여, 주축의 회전각을 구하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 9에 나타내어지는 바와 같이, 26주기, 27주기, 29주기의 3개의 주기 신호로부터 주기 20358의 주기 신호를 계산하여, 주축의 회전각을 구하는 것도 가능하다(도 9의 표의 최하단의 조합을 참조).
그러나, 어떠한 조합이어도 된다고 하는 것은 아니다. 26주기, 27주기, 29주기의 주기 신호로부터 어느 2개의 주기 신호를 선택하여, 그들의 최소 공배수의 주기(L＝702, 754, 783)를 갖는 주기 신호를 계산하는 것은 가능하다(도 9의 상단의 ○표가 부여된 각 라인의 조합을 참조). 그러나, 상기 어느 2개의 주기 신호로부터 계산된 주기 신호와 나머지 주기 신호로부터 주기 20358의 주기 신호를 계산하는 것은 불가능하다(도 9의 중간단의 ×표가 부여된 각 라인을 참조). 이에 대해, 26주기의 주기 신호와 29주기의 주기 신호로부터 계산된 주기 754의 주기 신호와, 27주기의 주기 신호와 29주기의 주기 신호로부터 계산된 주기 783의 주기 신호의 사이에서, 또한 주기 20358의 주기 신호를 계산하는 것은 가능하다(도 9의 최하단의 ○표가 부여된 라인의 조합을 참조).
이상과 같이 적절한 주기의 주기 신호를 선택하면, 3개 이상의 주기 신호로부터 그들의 최소 공배수의 주기를 갖는 주기 신호를 계산하는 것이 가능하다. 3개 이상의 주기 신호를 계산하기 위해서는, 3계통 이상의 부축에 의해 형성되는 변속 기구가 필요한 것은 물론이다. 이와 같이, 보다 많은 주기를 갖는 주기 신호를 조합함으로써, 보다 넓은 주기를 갖는 주기 신호를 계산할 수 있고, 그 결과로부터 광범위한 다회전 절대 회전각을 산출할 수 있다.
P와 Q가 서로소인 경우, L＝PQ로 되고, L/Q＝P, L/P＝Q로 된다. 상술한 설명에서는, 실시예에서 사용되는 수치는, 약분된 수치를 채용하고 있지만, 반드시 이것에 한정될 필요는 없다. 예를 들어, 제1, 제2 주기 신호 p, q의 주기가 각각 6과 8인 경우, 그들의 최소 공배수 L＝LCM(P, Q)은 24이므로, D＝L/P－L/Q＝24/6－24/8＝1로서 계산을 진행하여, 주축의 회전각을 산출한다. 그러나, 최소 공배수를 이용하지 않고, 공배수, 예를 들어 L＝P×Q＝48, D＝Q－P＝8－6＝2의 수치를 이용하여 계산을 진행하는 것도 가능하다. 이 경우, 최소 공배수를 이용하여 계산을 진행한 경우에 비해, 2배의 계산 결과가 얻어지므로, 계산의 도중에, 조정용의 비율을 S(S＝P×Q/LCM(P,Q)＝48/24＝2)로 나눔으로써, 최종적으로 동일한 결과를 얻는 것이 가능하다. 이와 같이, 주축의 다회전 절대 회전각을 연산할 때, 계산 결과의 절대값은 중요하지 않고, 각도 센서 등의 검출값의 물리량에 대한 비율이 중요하며, 최종적으로 그 물리량에 대한 비율에 적합한 결과로 조정하는 것이 중요해진다. 또한, 상술한 실시예에서는, 회전 이동하는 이동체의 변위량을 검출하는 변위 검출 기구에 기초하여 설명하였지만, 직선 이동하는 이동체의 변위량을 검출하는 변위 검출 기구로 치환해도 상술한 바와 마찬가지의 처리가 행해진다. 이 경우, 주기가 다른 주기 신호가 변위 검출 기구로부터 출력된다.
10 : 다회전 절대 회전각 산출 장치
11 : 회전 구동원
12 : 주축
13, 14 : 부축
12a, 12b : 제1, 제2 주축 기어
13a, 14a : 제1, 제2 부축 기어
15a, 15b, 15c : 각도 센서
16 : AD 변환 및 각도 계산부
17 : 동기화/정수화 처리부
18 : 주기 연산부
19 : 회전각 합성부
31∼34 : 제1∼ 제4 계산 수단
p : 정수화된 제1 주기 신호
q : 정수화된 제2 주기 신호
P : 제1 주기 신호 p의 주기
Q : 제2 주기 신호 q의 주기
L : 주기 P 및 주기 Q의 최소 공배수

Claims (12)

  1. 변위량을 검출하는 복수의 변위 검출 기구에 의해 검출되는 복수의 변위 검출 신호로부터, 상기 복수의 변위 검출 신호의 주기보다 넓은 주기를 갖는 절대 주기 신호를 산출하는 절대 변위 검출 장치에 있어서,
    상기 복수의 변위 검출 신호로부터 주기가 다른 제1 주기 신호 및 제2 주기 신호를 생성하는 제1 계산 수단이며, 상기 제1 주기 신호 및 제2 주기 신호는, 공통되는 기본 단위량에 의해 수치화되고, 또한 동기하여 변화되는, 제1 계산 수단과,
    상기 제1 주기 신호에 제1 계수를 승산한 값과 상기 제2 주기 신호에 제2 계수를 승산한 값의 차를, 상기 제1 주기 신호의 주기와 제2 주기 신호의 주기의 공배수로 제산한 제1 잉여를 산출하는 제2 계산 수단이며, 상기 제1 계수는, 상기 공배수를 상기 제1 주기 신호의 주기로 제산한 값이고, 또한 상기 제2 계수는, 상기 공배수를 상기 제2 주기 신호의 주기로 제산한 값인, 제2 계산 수단과,
    상기 제1 잉여를, 상기 제1 계수와 상기 제2 계수의 차로 제산한 제2 잉여를 산출하는 제3 계산 수단과,
    상기 제1 잉여에, 상기 제2 잉여에 상기 공배수를 승산한 값을 가산함으로써, 상기 절대 주기 신호를 산출하는 제4 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 절대 변위 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제4 계산 수단은, 상기 절대 주기 신호를 상기 제1 계수와 상기 제2 계수의 차로 제산하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 절대 변위 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공배수는, 최소 공배수인 것을 특징으로 하는, 절대 변위 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 변위 검출 기구는, 직선 운동하는 이동체의 변위를 검출하기 위한 변위 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 절대 변위 검출 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 복수의 변위 검출 기구는, 회전 운동하는 주축, 상기 주축의 회전이 제1 변속비로 전달되는 제1 부축 및 상기 주축의 회전이 제2 변속비로 전달되는 제2 부축으로 이루어지는 변속 기구를 포함하고, 상기 복수의 변위 검출 신호는, 상기 주축 및 제1 및 제2 부축의 회전 각도를 검출하기 위한 각도 센서로부터 출력되는 것을 특징으로 하는, 절대 변위 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제산하는 수단에 의해 얻어지는 값에 상기 기본 단위량을 승산하고, 또한 상기 주축의 회전 각도를 더함으로써, 상기 주축의 절대 회전각을 검출하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 절대 변위 검출 장치.
  7. 변위량을 검출하는 복수의 변위 검출 기구에 의해 검출되는 복수의 변위 검출 신호로부터, 상기 복수의 변위 검출 신호의 주기보다 넓은 주기를 갖는 절대 주기 신호를 산출하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 변위 검출 신호로부터 주기가 다른 제1 주기 신호 및 제2 주기 신호를 생성하는 제1 계산 단계이며, 상기 제1 주기 신호 및 제2 주기 신호는, 공통되는 기본 단위량에 의해 수치화되고, 또한 동기하여 변화되는, 제1 계산 단계와,
    상기 제1 주기 신호에 제1 계수를 승산한 값과 상기 제2 주기 신호에 제2 계수를 승산한 값의 차를, 상기 제1 주기 신호의 주기와 제2 주기 신호의 주기의 공배수로 제산한 제1 잉여를 산출하는 제2 계산 단계이며, 상기 제1 계수는, 상기 공배수를 상기 제1 주기 신호의 주기로 제산한 값이고, 또한 상기 제2 계수는, 상기 공배수를 상기 제2 주기 신호의 주기로 제산한 값인, 제2 계산 단계와,
    상기 제1 잉여를, 상기 제1 계수와 상기 제2 계수의 차로 제산한 제2 잉여를 산출하는 제3 계산 단계와,
    상기 제1 잉여에, 상기 제2 잉여에 상기 공배수를 승산한 값을 가산함으로써, 상기 주기 신호를 산출하는 제4 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제4 계산 수단은, 상기 절대 주기 신호를 상기 제1 계수와 상기 제2 계수의 차로 제산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 공배수는, 최소 공배수인 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 복수의 변위 검출 기구는, 직선 운동하는 이동체의 변위를 검출하기 위한 변위 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 복수의 변위 검출 기구는, 회전 운동하는 주축, 상기 주축의 회전이 제1 변속비로 전달되는 제1 부축 및 상기 주축의 회전이 제2 변속비로 전달되는 제2 부축으로 이루어지는 변속 기구를 포함하고, 상기 복수의 변위 검출 신호는, 상기 주축 및 제1 및 제2 부축의 회전 각도를 검출하기 위한 각도 센서로부터 출력되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제산하는 단계에 의해 얻어지는 값에 상기 기본 단위량을 승산하고, 또한 상기 주축의 회전 각도를 더함으로써, 상기 주축의 절대 회전각을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
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