KR900005879B1

KR900005879B1 - 펄스 분배형 위치 검출 장치

Info

Publication number: KR900005879B1
Application number: KR1019870700864A
Authority: KR
Inventors: 데쓰루 사까노
Original assignee: 후아낙크 가부시끼가이샤; 이나바 세이 우에몽
Priority date: 1986-02-14
Filing date: 1987-02-14
Publication date: 1990-08-13
Also published as: JPS62187210A; WO1987005101A1; EP0257100B1; DE3778609D1; EP0257100A4; EP0257100A1; KR880700941A

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

펄스 분배형 위치 검출 장치

제1도는 본 발명의 한 실시예에 의한 펄스 분배형 위치 검출 장치를 나타내는 블록도.

제2도는 제1도의 장치의 각부의 동작 타이밍을 나타내는 타이밍 챠트.

제3도는 제1도에서의 펄스 발생기의 상세 블록도.

제4도는 제1도의 연산기에 컴퓨터를 사용한 다른 실시예에 의한 장치를 표시하는 블록도.

제5도는 제4도의 장치의 동작을 나타내는 플로우챠트.

제6도는 종래 기술의 위치 검출 방법을 설명하기 위한 파형도.

제7도는 제6도와 같은 도.

제8도는 제7도와 같은 도.

[기술분야]

본 발명은 펄스 분배형 위치 검출 장치에 관한 것이며, 특히 NC등의 공작기계의 가동부 혹은 로보트의 팔 등의 이동위치를 고분해능으로 검출하는 펄스형 위치 검출장치에 관한 것이다.

[배경기술]

종래에는, 각종 기계의 제어에 각종 위치 검출기가 사용되고, 전형적으로는, 피 검출대상의 가동부 변위에 따라서 상호 90°의 위상차를 가진 2상의 정현파 신호(이하, 부호 Va, Vb를 붙여서 표시한다)를 발생시켜서 해 가동부의 변위량 및 변위 방향을 검출하는 타입의 위치 검출기 예를 들면 인코더가 알려져 있다.

그리고, 재래의 인코더는, 가령 2개의 발광 다이오드로부터의 사출광을, 피 검출대상인 기계의 소정의 회전축에 부착된 회전 코드판에 쬐서, 해 회전 코드판 및 이에 대향하는 고정판에 각각 마련된 슬리트를 통과한 광을 2개의 수광소자로 각각 수광하여 전압으로 변환하고, 이에 의해서 해 회전코드판의 회전에 따라서 해 회전 코드판에 마련된 슬리트의 간격에 대응하는 주기를 가지는 정현파 신호(Va, Vb)를 얻는다.

그리고, 이 경우, 해 2개의 정현파 신호(Va, Vb)에 90°의 위상차를 부여하기 위하여(제6도 참조), 해 고정 슬리트판에, 해 회전 코드판에 마련되 슬리트 간격의 1/4에 해당하는 간격을 두고 2개의 슬리트를 마련하고 있다.

이어서, 이들 각 정현파 신호(Va, Vb)를 각각 인코더내의 콤퍼레이터에 입력하여 그 출력측으로부터는 해 정현파 신호의 정·부에 따라 각각 하이레벨 및 로우레벨이 되는 출력 신호 AP 및 BP를 만들고, 이를 인코더의 출력신호로서 외부에 송출한다. NC공작기계등을 제어하는 제어장치는, 인코더 출력 신호를 수신해서, 양신호 AP, BP간에 뒤에 설명하는 소정의 관계의 어떤 것이 성립했을때, 제어 장치내의 업 다운 카운터를 카운트 업 또는 카운트 다운시켜, 피 검출 대상의 회선 위치를 검출하고, 그 검출위치를 사용해서 피드백 제어 방법등에 의하여 서보모터를 구동하고, 이동체의 위치를 제어하도록 하고 있다. 자세히 말하면, 회전코드판이 정방향, 즉 시계방향으로 회전하고 있는 동안에 소정 회전위치에 도달했을때, 즉 ①해 출력신호 AP의 상승시에 출력신호 BP가 하이레벨로 되어있을때, ②해 출력신호 BP의 하강시에 출력신호 AP가 하이레벨로 되어있을때, ③해 출력신호 AP의 하강시에 출력신호 BP가 로우레벨로 되어있을때, 또는 ④해 출력신호 BP의 상승시에 출력신호 AP가 로우레벨로 되어있을때(제7도 참조)에는 업다운 카운터를 순차적으로 카운트업 시키는 소위 말하는 플러스펄스를 발생시킨다. 한편, 해 회전 코드판이 반대 방향, 즉 반 시계방향으로 회전하고 있는 동안에 소정 회전 위치에 도달했을때, 다시 말해서, ①해 출력신호 AP의 상승시에 출력신호 BP가 로우레벨로 되어 있을때, ②해 출력신호 BP의 하강시에 출력신호 AP가 로우레벨로 되어있을때, ③해 출력신호 AP의 하강시에 출력신호 BP가 하이레벨로 되어 있을때, 또는, ④해 출력신호 BP의 상승시에 출력신호 AP가 하이레벨로 되어 있을때(제8도 참조)에는, 해 업다운 카운터를 순차적으로 카운트 다운시키는 소위 말하는 마이너스 펄스를 발생시킨다. 이에 의하여, 해 회전 코드판의 회전 각도, 따라서 해 회전 코드판이 부착된 회전축의 회전위치(직선상으로 이동하는 이동체의 경우는, 직석 운동을 회전코드판의 회전 운동으로 변환해서 얻은 이동위치)를 검출하도록 하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 위치 검출 방법에 있어서는, 상술한 바와 같이 회전 코드판의 회전에 따라 해 출력 신호 AP 또는 BP의 1사이클(회전 코드판에 있는 슬리트의 간격에 상당한다)중에, 업다운 카운터를 카운트 동작 시키기 위한 펄스(상기 플러스 펄스 또는 마이너스 펄스)를 4회 발생시켜서 회전 코드판의 회전 위치를 1사이클중에 4회 검출할 수 있는데 불과하다. 따라서, 가령 회전 코드판의 주변 가장 자리에 2000개의 슬리트가 마련되어 있다면, 그 회전 각도 검출에 대한 분해능은 1/2000×4=1/8000회전에 불과하다. 요컨데, 종래의 위치 검출법에는 회전 코드판의 원주를 슬리트 수의 4배로 나눈 값에 대응하는 분해능 이상의 높은 검출 분해능은 얻을 수가 없다는 문제점이 있었다.

그래서, 본 출원인은, 회전 코드판에 있는 슬리트의 간격의, 예컨데, 1000분의 1에 대응하는 주기로 상술한 정현파 신호(Va, Vb)에 의거 위치 검출을 하도록 한 위치 검출 방법과 장치를 제안하였다(일본국 특개소 61-110005호). 이에 의하면, 상술한 바와 같은 종래형의 이동위치 검출 방법에 비해서 매우 높은 검출분해능(예를 들면 1/2000×1000회전)으로, 회전체 다시 일반적으로 말하면 이동체의 이동 위치를 검출 가능하다. 연이나, 이 제안에 관련된 검출 방법과 장치는, 회전체의 슬리트 간격내의 초기 위치로부터의 이동량을 상기 주기에서 검출하고, 이 검출결과를 메모리 또는 레지스터에 기억시켜, 위치 검출을 할때마다 당해 기억 결과를 갱신하는 것이며, 따라서, 이것을 NC공작기계등의 제어 장치와 함께 사용할 경우에는 전술한 업다운 카운터의 대신에 검출 기억결과를 독출하여 정보 처리를 별도로 행할 필요가 있어, 검출 장치와 제어 장치간의 인터페이스 신호는 종래의 인코더의 신호 AP, BP에 비하여, 매우 복잡한 것이 되므로, 이 검출 장치의 응용을 곤난하게 했었었다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은, 제어 장치에 대한 인터페이스 신호를 종래의 인코더와 같은 방법으로 하면서 고분해능으로 위치 검출을 할 수 있는 펄스 분배형 위치 검출 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적 달성을 위하여, 본 발명이 펄스 분배형 위치 검출 장치는, 이동체의 이동에 따라서 90°의 위상차를 가지는 2상의 정현파 신호를 발생시키는 수단과, 이 양 정현파 신호의 주기보다 짧은 소정의 주기로 상기 2상의 정현신호의 전압치(Va, Vb)를 각각 샘플홀드하는 수단과, 이 샘플홀드된 2상의 정현파 신호의 전압치(Va, Vb)를 디지탈 신호치(Va, Vb)로 각각 변환하는 A/D변환기와, A/D변환기로부터의 디지탈 신호치(Va, Vb)를 입력하고, V=Va·Cosα-Vb·Sinα의 값을 0으로 하는 α의 값을 상기 소정의 주기로서 산출함과 동시에, 금회의 산출치와 전회의 산출치와의 차 Δα를 산출하는 연산 수단과, 이 차 Δα에 대응하며 또한 상기 소정의 주기내의 상기 이동체의 이동량을 나타내는 수의 펄스를 출력하는 펄스 발생기 등을 갖추고 있다.

이와 같이, 본 발명은 이동체의 이동에 따라 발생하는 2개의 정현파의 신호의 주기보다 짧은 소정의 주기로 샘플링한 이 양 신호의 전압치에 의거해서, 소정의 주기에 있어서의 이동체의 이동량을 나타내는 수의 펄스를 출력하도록 하였으므로, 종래의 인코더를 사용하고 있는 제어 장치에 대하여 제어 장치측의 회로를 변경함이 없이, 본 검출 장치를 접속하여, 이동체의 이동량을 고분해능으로 정확히 제어할 수가 있다.

[발명의 최량 실시 형태]

우선, 본 발명이 펄스 분배형 위치 검출회로의 동작원리를 설명하면, 특개소 61-110005호에 개시한 바와 같이, 회전 코드판의 회전각도(일반적으로는 이동체의 이동 위치)에 따라서 출력되는 2상의 정현파 신호의 전압치 Va·Vb를 일정주기(예를 들면 50마이크로 초)마다 독취하고, 다음식 즉

을 0으로 하는 α를 구하고, 이와 같이 해서 구한 α를, 해 정현파 1사이클(즉 회전 코드판상에서 서로 인접하는 슬리트의 간격에 대응한다) 내를 소정의 분할 수로 직선적으로 보간 분할(등분할)한 위치 정보(이 경우는 회전각도를 나타내는 정보)를 얻어 일정 주기마다의 이 위치 정보 변화량을 펄스 수로 변환하여 고분해능으로 위치 검출하는 것이다. 이와 같은 방법에 의해서 위치 정보를 구하는 이유를 상세히 기술하면, 상기 제(1)식에서,

(단, Vo는 2상의 정현파 신호의 진폭, θ는 회전 코드판의 회전위치(회전각))이므로, 이들을 상기 제(1)식에 대입하면,

가 되며, 따라서, 해 V의 값을 0으로 하는 α의 값은, α=θ2nπ(단 n은 정수)가 된다. 그리고, 상기 V의 값이 0이 되는 α의 값은 정현파이므로, α=θ±nπ가 되나, α를 한정하기 위하여 Sinα,=Sinθ, Cosα=Cosθ라고 하는 조건을 설정하면, Va, Vb의 부호와 Sinα, Cosα의 부호가 각각 같아지며, 이것을 감안하므로서 α=θ±2nπ로 한 것으로서, 또 n의 값도, 몇번째 파장인가를 한정하기 위한 것으로 한번 고정하면(가령 전원 투입시에 n=0로 한다) 그 값을 사용하여 그후 이후의 회전코드판 회전에 따라서 변화하는 α를 같은 방법으로 순차로 구할 수가 있다.

따라서, 회전 코드판이 회전하여 θ가 변화한 경우, 그 θ의 변화속도와 비교해서 소정의 짧은 샘플 주기로(구체적으로는 회전 코드판의 회전에 따라 상기 정현파 신호가 π만큼 변화하는 시간보다 짧은 주기로) 상기 α를 구해나가면, 해α의 변화 Δα에 의하여 θ즉 회전각의 변위량Δ(그 초기 위치로부터의 이동량)를 정확히 검출할 수가 있다. 즉, 금회의 회전 위치 θ를 θ₁으로 가정하며, 그때 얻어진 상기 α의 값 α₁은 α₁=θ₁±2nπ이다. 그리고, 다음 샘플주기에서 얻어진 α의 값을 α₂라 하면, α₂=θ₂±2nπ이고, 해α의 변화량 Δα는 다음식과 같이,

이 되어, 상기 α의 변화량이 1샘플주기간의 회전위치 θ의 변화량 Δθ를 의미하게 된다. 그래서, 이 α의 변화량 Δα를 구하므로서 회전위치 θ의 변화량 Δθ이 구하여지며, 초기위치로부터의 이동량이 구하여지게 된다. (2)식에서 알 수 있듯이, V=0의 관계로부터 얻어지는 α의 값에는 진폭 Vo의 변동이 영향을 주지않는다. 이 결과, 회전 코드판의 회전에 따르는 해 코드판과 고정 슬리트 판과의 사이의 갭의 변동과, 발광 다이오드의 발광량 및 전원 전압 등의 변동에 따르는 상기 정현파 신호 Va, Vb의 진폭 Vo의 변동 등의 어느쪽의 영향도 받지 않고 회전위치가 검출되며, 따라서, 이들 오차 요인에 의한 검출오차의 발생이 없고, 회전 위치를 고분해능으로 또한 정확히 검출할 수 있게 된다.

그래서, 상기 제(2)식의 방정식을 특개소 61-110005호에서 설명한 바와 같이 뉴톤·오일러법 등의 적당한 수치해법을 사용해서 푼다. 이 때문에, 이동체가 미소량 만큼 변화 가능한 일정 주기마다 정현파 신호 Va, Vb를 샘플링하고, 샘플링할 때마다 전회의 샘플링치에 의거해서 구한 α의 값을 금회의 초기치로서 사용하여 수치 해법을 하므로서 α의 값, 나아가서는 위치의 변화량 Δ(=Δα=αn-αn-1)을 구한다. 그리고, 본 발명은, 해 변화량 Δθ를 펄스수로서 출력한다.

제1도는, 본 발명을 실시하는 한 실시예에 의한 위치 검출장치의 블록도이며, 해 검출 장치는 제2도에 표시하는 바와 같은 각종 지령의 타이밍펄스(a∼e)를 출력하기 위한 타이밍 제어 회로(1)와, 타이밍 제어회로(1)로부터 일정 주기마다 송출되는 홀드지령(a)에 따라 정현파 신호(Va, Vb)의 값을 타이밍 제어회로(1)로부터의 멀티 플렉서 선택지령(b)에 따라 A/D변환기(5)에 선택적으로 입력시키기 위한 멀티플렉서(4)와, 회로(1)로부터의 A/D변환지령(c)에 따라서 각 정현파 신호(Va, Vb)의 값을 디지탈 신호로 변환시켜 연산기(6)에 입력하기 위한 A/D변환기(5)등을 갖추고 있다. 이 연산기(6)는 수치 해법 연산지령(d)에 따라 제(2)식의 우측 변을 0으로 하는 α의 값을 수치해법에 의해서 구하고, 이어서, 상기 α의 변화량 Δα를 구한 다음, 이에 의해서 회전 위치의 변화량 Δθ를 구하도록 구성되어 있다. 또, 참고부호 7은 연산기(6)에 의해서 구하여진 회전위치의 변화량 Δθ를 펄스 발생 개시지령(e)에 의해서 다음 주기간에 펄스 수로서 출력하는 펄스 발생기이다.

다음에, 본 실시예의 검출장치 동작을 설명한다.

타이밍 제어회로(1)로부터 제2도에 표시하는 바와 같은 홀드지령(a)가 출력되고, 샘플홀드 회로(2, 3)는 각각 상기 정현파 신호(Va, Vb)를 샘플링 홀드한다. 한편, 타이밍 제어회로(1)로부터의 L레벨의 멀티 플렉서 선택지령(b)에 의해서 멀티 플렉서(4)는 샘플링 주기의 전반(前半)에서 샘플링 홀드 회로(2)의 출력(샘플링 홀드된 정현파 신호 Va)를 선택하여 A/D변환기(5)에 출력하고, A/D변환기(5)는 회로(1)로부터의 A/D변환지령 C에 의거하여, 신호 Va를 디지탈 신호로 변환해서 연산기(6)로 출력한다. 또, 타이밍 제어회로(1)로부터의 H레벨로 전환된 멀티플렉서 선택지령 b에 다라 멀티플렉서(4)는 샘플홀드 회로(3)의 출력(정현파 신호 Vb)을 선택하여 A/D변환기(5)에 출력하고, A/D변환기(5)는 A/D변환지령 C에 따라신호 Vb를 디지탈 신호로 변환하여 연산기(6)에 출력한다. 그리하여, 연산기(6)는 타이밍 제어회로(1)로부터의 수치해법 연산지령 d에 의해서 연산을 개시한다. 여기에서 연산기(6)는 A/D변환기(5)로부터 입력된 디지탈 신호의 정현파 신호(Va, Vb)를 근거로 하여, 상기 α에 관한 제(1)식의 비 선형 방식

을, 특개소 61-110005호에서 설명한 바와 같이, 전회에 구한 α의 값을 초기치로 하여 적절한 수치 해법으로 풀어서 새로운 α의 값을 구하고, 전회와 금회의 α의 값을 차를 구하여 위치의 변화량으로서 출력하는 것이다.

예를 들어, 뉴톤, 오일러법으로서 푸는 경우,

라고 하면, 위 식의 α에 대한 미분치 V'(a)는,

가 되며, 해 비선형 방정식의 근사 해답은 다음 연산을 반복하므로서 구할 수 있다.

지금, 어떤 검출주기에서의 위치 정보 αi를 구하고자할 때에는, 우선, 그 1주기전에 구한 위치 정보 αi-1을 근거로 하여, 이를 해 αi의 최초의 근사치(제0근사라는 의미로서 αi-1=αi0으로 한다)로 하고, αi1=αi0+Δαi0를 구하고, 해 αi1를 해 αi의 제1근사로 한다.

단,

이하, 이 연산 과정을 반복하여, 그 제 n근사를 αin으로 하면, 제(n+1)근사는, 다음식으로 주어진다.

단,

그리고, 해 △αin의 절대치 ｜△αin｜가 ｜△αin｜＜δ(단, δ는 요구 정밀도에 따른 소정의 미소량)으로 되었을때 상기 반복을 중지하고, 해 근사해답 αi(n+1)를 해 검출 주기에서의 위치 정보αi로 하고, 1주기 전에 구한 위치정보 αi-1과의 차(αi-αi-1)=△α=△θ를 회전 위치의 변화량으로서 구하는 것이다. 이와 같이 하여 구한 △α=△θ는 해 △α의 부호와 함께 연산기(6)으로부터 펄스 발생기(7)에 입력되고, 해 발생기(7)는, 타이밍 제어회로(1)로부터의 펄스발생 개시지령 e에 의거하여, 다음 주기시에 회전 위치의 변화량 △θ에 대응하는 수의 펄스와, 회전 위치의 변화방향을 나타내는 부호를, 종래의 인코우더 출력과 동등한 신호 AP, BP로 변환하고 위치 정보로서 출력한다. 이 위치 정보의 분해능은 A/D 변환기(5)의 비트수에 따라 정하여지는 것으로서, 정현파 신호(Va, Vb)의 전압치를 소정 비트의 A/D 변환기를 사용하므로서 고정도로 독취가능하다. 본 발명의 장치는, A/D 변환기(5)의 비트 수와 상술한 샘플링 주기를 적정한 것으로 해서 정현파 신호의 1사이클(회전 코드판상의 서로 인접하는 슬리트간의 피치에 상당)을 소요의 분할수(예컨대 1000)로서 분할하고, 당해 1사이클내에서도 시시 각각 변화하는 위치를 말하자면 내삽보간(內揷補間)하므로서 고분해능의 위치 정보를 얻는 것이다.

제3도는 상기 펄스 발생기의 예로서, DDA 방식의 펄스 발생기의 블록도를 나타내는 것으로서, 연산기(6)으로부터 출력된 회전위치의 변화량 절대치 ｜△α｜가 레지스터(8)에 기억되고, 또, 해 △α의 부호는 레지스터(12)에 기억된다. 그리고, 타이밍 제어회로(1)로부터의 펄스 발생 개시지령 e에 따라서, 각 레지스터(8, 12)에 기억된 값은 각각 레지스터(9, 13)에 전송되어서 기억된다. 그리고, 도시하지 않은 클럭펄스 발생원으로부터 클럭펄스가 발생할 때마다, 가산기(10)에서 레지스터(9)에 기억된 값 ｜△α｜와 레지스터(11)의 기억치가 가산되고, 가산 결과가 레지스터(11)에 기억된다. 여기에서, 레지스터(9, 11) 및 가산기(10)의 각각의 비트수를 n으로 하고, 1주기간에 발생하는 클럭펄스 수를 2ⁿ으로 하면(타이밍 제어회로(1)로부터 발생하는 각 지령 펄스는 클럭펄스를 적절한 분주비로 분주 등분하여 얻고 있다). 1주기에서 클럭펄스의 수 2ⁿ과 동등한 회수 만큼 가산 연산이 이루어져, 가산기(10)로부터의 오버 플로우가 생기는 회수는 레지스터(9)에 설정된 ｜△α｜의 수와 동일하게 된다(2ⁿx｜△α｜/2ⁿ=｜△α｜). 그 결과, 회전위치의 변위량｜△α｜=｜△α｜과 동등한 수의 오버플로우펄스가 가산기(10)로부터 출력되게된다. 또, 상기 △α의 부호는 레지스터(13)로부터 출력되므로, 플러스, 마이너스의 방향을 수반한 회전위치의 변화량 △α=△θ가 출력되게 된다. 예를 들면, 회전 코드판의 서로 인접하는 슬리트 간격(1피치)를 보간 분할하느 수를 L(예컨데 1000)로 하면, 슬리트 1사이클의 θ의 값은 2π 라디안이므로, 2π/L(=2π/1000)단위로 보간 분할되고, 회전 위치의 변화량 △α=△θ는 고분해능으로 검출된다. 가산기(10)의 오버플로우펄스와 레지스터(13)의 부호는 변환기(14)에 의하여 통상적인 인코더와 같은 신호 AP, BP로 변환되어서 출력된다.

제4도는 상기 연산기(6)에 컴퓨터를 사용할 때의 한 실시예의 블록도이며, 해 컴퓨터내의 마이크로 프로세서(20)는 타이밍 제어회로(1)로부터 일정주기마다 입력되는 타이밍 신호에 의거해서 각종 지령을 발생하는 것으로, 일정 주기마다 각 샘플홀드 회로(2, 3)(해 샘플홀드 회로(2, 3)에는 각각 상기 정현파 신호(Va, Vb)가 입력된다)에 홀드 지령 a를 출력하여 각 정현파 신호(Va, Vb)의 값을 샘플홀드 시키고, 또, 멀티플렉서(4)에 멀티플렉서 선택지령을 출력하여 샘플홀드 회로(2와 3)에 각각 샘플홀드된 샘플링치를 공통의 A/D 변환기(5)에 순차 선택적으로 입력시켜, 해 변환기(5)의 디지탈 출력을 순차로 입력하도록 설치되어 있다.

그리고, 이들 디지탈 입력을 상기 제(1)식의 Va 및 Vb의 값으로서 사용하며, 각 주기마다 해 마이크로프로세서(20)에서 해 제(1)식 즉 V의 값을 0으로 하는 α의 값을 연산한다. 그리고, 그 각 주기마다의 연산 결과, 즉, 해 주기마다의 위치 정보 α는 순차적으로 컴퓨터의 메모리에 기억됨과 동시에, 전회의 샘플주기에서 구한 위치 정보 α와의 차 △α를 펄스 발생기(7)에 출력하도록하고 있다.

제5도는 마이크로프로세서(20)가 상기 뉴톤·오릴러 법에 의해서 연산처리를 하는 경우의 플로우챠트를 나타내는 것으로, 타이밍 제어회로(1)로부터 일정주기로 타이밍신호가 발생되고, 이에 의하여, 해 마이크로프로세서(20)는 해 타이밍 신호가 입력될 때마다 다음처리를 시작한다.

즉, 스텝 S1으로 시작한 후, 스텝 S2로서 샘플홀드 회로(2, 3)에 홀드지령 a를 발하고, 그 시점에서의 두개의 정현파 신호(Va, Vb)의 값을 샘플홀드하고, 스텝 S3으로 멀티플렉서 선택지령 b를 발하므로서, 샘플홀드된 정현파 신호(Va, Vb)의 각각의 값(아날로그 치)을 A/D 변환기(5)를 통하게하여 소정의 정밀도의 디지탈 치(Va, Vb)를 독취한다.

다음에, 스텝 S4에서, 그 1주기전에 구한 검출치(위치 정보) α0를 알아내어 이것을 αn으로 한다. 그리고, 스텝 S5에서,

및 αn+1=αn+△αn (단, n=0, 1, 2, ……로 하고, 최초에는 n=0로부터 시작한다)를 계산한다.

이어서, 스텝 S6에서, ｜△αn｜가 ε(단, ε는 검출정밀도 오차를 규정하는 량으로서 사전에 주어져 있는 것으로 한다)보다 작은지의 여부를 판단하고, 작은 것으로 되어 있지 않으면 해 αn+1을 새로운 αn으로하여(스텝(S7), 같은 연산을 반복하고, 해 ｜△αn｜가 해 ε보다 작게되면 스텝 S8에서 해 αn+1을 그 주기에서의 새로운 검출 위치 정보 α로 하여 전회의 검출 위치 정보 α0와의 차 △α=α-α0의 절대치 ｜△α｜와, 해 △α의 부호를 펄스 발생기(7)의 각각의 레지스터(8, 12)에 출력하며, 스텝 S9에서 새로운 검출위치 정보 α를 컴퓨터내의 메모리에 기억시킴과 동시에 홀드 지령 a를 해제하고, 그 주기에서의 연산 처리를 종료한다(스텝 10).

그리고, 다음 주기의 처리를 다시 개시하는데, 그 사이에 펄스 발생기(7)는 타이밍 제어회로(1)로부터의 펄스 발생지령 e에 따라, 전술한 바와 같이 회전 위치의 변화치 △α=△θ에 대응하는 수의 펄스 AP, BP를 출력한다. 그 결과, 회전 코드판의 슬리트 간격내에 있어서도 위치 정보가 보간적으로 고분해능으로 검출되어서 출력되기에 이른다.

Claims

이동체의 이동에 따라 90°의 위상 차를 가지는 2상의 정현파 신호를 발생시키는 수단과, 양 해 정현파 신호의 주기보다 짧은 소정의 주기로, 상기 2상의 정현파 신호의 전압치(Va, Vb)를 각각 샘플홀드 하는 수단과, 해 샘플홀드된 2상의 정현파 신호의 전압치(Va, Vb)를 디지탈 신호치(Va, Vb)로 각각 변환하는 A/D 변환기와, 해 A/D 변환기로부터의 2상의 정현파 신호의 디지탈 신호치(Va, Vb)를 입력하여 V=Va·Cosα-Vb·Sinα의 값을 0으로 하는 α의 값을 상기 소정의 주기로 산출함과 동시에 금회의 산출치와 전회의 산출치와의 차 △α를 산출하는 연산수단과, 해 차 △α에 대응하며 또한 상기소정의 주기내의 상기 이동체의 이동량을 나타내는 수의 펄스를 출력하는 펄스발생기 등을 가짐을 특징으로 하는 펄스분배형 위치 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 연산수단은 전회에 구한 상기 α의 값을 초기 수치로 하여 뉴톤·오일러법으로 새로운 α의 값을 양자의 차가 소정의 미소량이될 때까지 반복해서 연산하는 펄스분배형 위치 검출장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펄스발생기는 상기 α의 절대치를 기억하기 위한 제1의 레지스터와, 제2의 레지스터 그리고, 해 양 레지스터의 기억치를 가산하여 가산결과를 상기 제2의 레지스터에 출력하는 가산기등을 갖추고 있으며, 상기 가산기로부터 오버 플로우가 생겼을때 오버 플로우 펄스가 출력되고, 상기 α의 부호를 기억하는 제3의 레지스터의 출력과 상기 오버플로우 펄스 등으로부터 위상이 90°틀리는 펄스신호 AP, BP를 출력하는 변환기를 가짐을 특징으로 하는 펄스분배형 위치 검출장치.