KR940002902B1 - 로타리 엔코더 테스트 장치와 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

로타리 엔코더 테스트 장치와 방법

제1도의 (a)는 로타리 엔코더의 구성을 나타낸 외관 사시도.

(b)는 로타리 엔코더의 회로패턴을 나타낸 접점 구조도.

제2도는 본 발명의 테스트 장치 회로도.

제3도는 본 발명의 테스트 방법을 나타낸 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8 : 마이컴 9 : 엔코더

10 : 모터구동부 11 : 스테핑 모터

12 : 입력부 13 : 스위치부

13' : 버퍼부 14 : 펄스/코드표시부

15 : 패턴불량 표시부 16 : 테스트 표시부

17 : 증폭기 18 : 스피커

SW1 : 타입선택스위치 SW2 : 리세트 스위치

본 발명은 로타리 엔코더(Rotary Encoder)의 기구적 결합과 그에 기인한 파형에러를 테스트하는 장치와 테스트 방법에 관한 것으로, 특히 마이컴에 의하여 엔코더축을 회전 구동시키면서 엔코더 접점에서 출력되는 신호를 검색하므로서 그 불량여부를 판별하고 판별결과를 표시해줄수 있도록한 것이다.

통상, 접점식 로터리 엔코더는 제1a도에 도시된 바와같이 공통단자를 슬라이드 이동시키는 축(1)과 접점패턴이 형성된 기판(2)을 외부단자(4)와 케이스(3)에 구성한 것으로 기판(2)에는 제1b도와 같이 제1상 패턴(Phase Pattern)(5)과 제2상 패턴(6)및 공통패턴(7)이 형성되어 축(1)구동에 따른 습동자의 패턴(5,6,7)이동위치에 대응하는 펄스신호가 출력되는 회로기구이다.

제1도의 엔코더는 신호출력 방법에 따라, 2개 상(Phase)의 위상차가 있는 규칙적인 펄스들을 발생시켜 검출되는 위상차에 의해 회전방향을 판별하고 펄스수로 회전각을 판별하게 되는 펄스 타입 엔코더(Pulse Type Encoder=Incremental Type Encoder)와, 각 회전(접점)위치에 대응하는 코드를 출력하여 회전방향 및 회전각을 판별하는 그레이 코드타입 엔코더(Gray Code Type Encoder=Absolute Type Encoder)로 구분되고 있다.

종래에는 엔코더 제작단계에서 엔코더의 결함을 테스트하기 위하여 수동적으로 회전 조작 시키면서 그 결항, 단자들간의 단락이나 출력파형의 불량 또는 펄스수의 불량등을 테스트하게 되므로 불편하고 수동적인 회전동작시 그 측정각도의 정확도가 저하되며, 펄스타입과 그레이코드타입에 따라 그 측정방법과 절차가 상이하므로 상기 문제점이 더욱 가중되었고 결함장소의 인식이 곤란하여 불량원인 파악이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 테스트하고자 하는 엔코더 타입에 따라 테스트 모드를 정하여 해당 엔코더의 테스트 모드하에서 초기 테스트 위치를 잡고 회로패턴간의 단락여부를 판별하며, 기 입력된 표준코드 또는 기준 펄스수와 마이컴 구동제어에 따라 기구적으로 엔코더의 출력코드 또는 펄스수를 검증하여 불량상황을 정확히 표시해 주므로서 자동적인 테스트 수행이 가능하고 이에따른 테스트 작업이 편리함과 불량원인의 용이한 파악 및 그 후속조치에 신속히 대응할수 있도록 로타리 엔코더의 테스트 장치와 방법을 제공함을 목적으로 하며, 제2도를 참조하여 본 발명 장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.

제2도의 의하면 본 발명의 로타리 엔코더 테스트 장치는, 엔코더 타입에 따라 엔코더를 회전 구동시키고 입력되는 엔코더 출력신호를 검색하여 불량여부의 판별 및 표시제어를 수행하는 마이컴(8)과, 상기 마이컴(8)의 제어를 받아 엔코더(9)를 구동시키는 모터구동부(10) 및 스테핑모터(11)와, 엔코더(9)의 출력신호를 입력하기 위한 입력부(12)와, 펄스타입 엔코더에서 규정된 펄스수를 설정하는 스위치부(13)와, 설정된 펄스수를 마이컴(8)에서 해독 가능하게 그 입력경로를 제어하는 버퍼부(13'), 상기 마이컴(8)에 의한 엔코더(9)의 불량여부 판별에 따른 펄스수 또는 코드가 표시되는 펄스/코드표시부(14)와, 엔코더(9)의 접점패턴 불량부분을 표시하는 패턴불량 표시부(15)와, 각 테스트 단계에서 정상으로 판별된 경우 그 테스트 내용을 표시하는 테스트 표시부(16)와, 상기 마이컴(8)에 의한 불량여부를 표시음을 증폭하는 증폭기(17) 및 그 출력 스피커(18)와, 테스트할 엔코더 타입을 선택하는 타입선택스위치(SW1)와, 기기 초기화를 수행하는 리세트 스위치(SW2)로 구성된 것으로 미설명부호 R1 내지 R18은 저항, C1 내지 C5는 콘덴서, LEDA 내지 LEDD 및 LED1 내지 LED3는 발광다이오드, VCC는 전원, 19 및 20은 디코더 21 및 22는 7 세그먼트 표시이다.

이와같이 구성된 본 발명의 테스트 장치에 의한 엔코더 테스트 동작과정을 제2도 및 제3도를 참조하여 설명하면, 먼저 작업자는 타입선택스위치(SW1)를 조작하여 현재 테스트하고자 하는 엔코더(9)가 그레이 코드 타입인가 또는 펄스 타입인가를 설정하고, 이 설정정보는 마이콤(8)이 입력단(IN1)을 검색하여 판별하며, 판별결과에 따라 해당 엔코더의 테스트 과정이 수행되도록 지표가 되는 모드 플래그(MODE FLAG)를 셋팅시킨다. 예를들어 그레이 코드타입 엔코더이면 모드플래그를 그레이코드 모드로, 펄스타입이면 모드 플래그를 펄스코드 모드로 셋팅한다.

즉, 마이컴(8)에 의한 초기화에 이어서 입력단(IN1)을 통해 스위치(SW1)의 셋팅상태를 해독하여 로우(=0)이면, 모드플래그를 펄스코드 모드로 셋팅하고 출력단(OUT6)에서 로우신호를 출력하여 버퍼부(13')를 인에이블시켜 입력단(IO1-IO8)의 데이타를(스위치부(12)조작에 의하여 설정된 규정 펄스수)를 해독하여 설정된 펄스수를 내부 플래그(레지스터)에 셋팅한다. 입력단(IN1)이 하이(=1)이면 모드플래그를 그레이코드 모드로 설정하고 출력단(OUT5)에서 로우 신호를 출력하여 발광다이오드(LED3)를 온시킨다.

이어서 입력단(IOA-IOD)을 모두 하이로 유지하고 출력단(OUT2)으로 로우펄스를 출력한후 입력단(IOA-IOD)의 데이타를 해독한다.

즉, 출력단(OUT2)에서 로우펄스를 엔코더(9)의 공통단자(COM)에 인가시키고 각각의 출력단자(A,B,C,D)에서 출력되는 신호를 해독하는 것이다.

해독결과 입력단(IOA-IOD)에 모두 하이신호가 입력되면 엔코더(9)는 초기위치(모든 회로 패턴 스위치=개방)에 있는 경우이고 공통단자와 각 상 패턴사이는 개방(정상)상태이다. 따라서 이 경우에는 입력단(IOA)에서 로우펄스를 출력하는 단계로 이행하고, 입력단(IOA-IOD)중 적어도 1개의 입력단에 로우신호가 입력되는 엔코더(9)는 일정한 각도 회전된 중간 위치이므로 이를 초기위치로 복구시키면서 공통단자와 각 상 패턴사이의 단락여부에 대한 테스트를 수행한다. 즉, 출력단(OUT1)에서 1펄스를 출력시키고 이에따라 모터구동부(10)가 스테핑모터(11)를 1펄스분 회전시켜 엔코더(9)를 1단계 회전 구동된다.

이어서 모터회전수 카운터(MCOUNT)를 +증가시키고 스테핑 모터(11)의 1회전주기(엔코더(9)의 최대 회전각도의 회전 ; 예 360°,300°,270°등등)가 완료되었는가를 판별하여 그 이전이면 소정의 지연시간(접점이동에 따른 채터링 안정시간 및 기구적인 회전 작동시간을 고려하여 미리 설정)경과후에 상기 입력단(IOA-IOD)을 하이로 유지시키는 단계부터 반복한다. 이와같은 동작을 모터 1회전주기 완료까지 지속하여도 입력단(IOA-IOD)에 로우신호가 입력되는 경우가 발생되면 공통단자와 각 상패턴사이에 단락부분이 존재하는 불량품이므로 마이컴(8)이 출력단(OUT8)에서 불량경보음(NG.ALARM)을 출력한다.

이 불량 경보음은 증폭기(17)로 증폭되어 스피커(18)로 출력하므로 엔코더의 공통단자와 상패턴사이에 단락부분이 있음을 주지시킨다.

한편, 입력단(IOA-IOD)이 모두 하이가 되는 경우는 상기한 바와같이 엔코더(9)는 테스트 초기 위치가 되면, 이후에 마이컴(8)은 출력단(IOA)에서 로우펄스를 출력하고 입력단(IOB,IOC,IOD)의 데이타를 해독하여 모두 하이가 되면 엔코더(9)의 출력단자(A-B,A-C,A-D)간이 개방된 경우이므로 회로 패턴간의 단락이 없는 정상인 경우이다.

그러나 입력단(IOB,IOC,IOD)에 로우신호가 입력되면 회로패턴간에 단락부분이 존재하는 불량품이므로 경보음 출력에 이어서 로우가 출력된 발광다이오드(LEAD)와 로우가 입력된 입력단에 대응하여 발광다이오드(LEAD-LEDD)를 점등시켜 패턴간 불량부분을 표시해주고 펄스/코드표시부(14)의 7세그먼트 표시기(21,22)에 "00"을 표시한다. 이와같은 일련의 동작을 나머지 입력단(IOB,IOC,IOD)에 대하여 동일하게 수행하므로 각 상패턴 사이의 단락 테스트와 표시가 이루어진다.

상기 각 상패턴 사이의 단락 테스트에서 정상인 경우에는 모터카운터(MCOUNT)를 클리어시키고 발광다이오드(LED1)를 점등시키며 초기코드를 마이커(8)내에 저장하고 엔코더(9)의 출력파형(코드,펄스수)에 대한 테스트를 수행한다.

즉, 스테핑 모터(9)를 1펄스분 회전시키고 지연시간 경과후에 모터카운터(MCOUNT)값을 +1증가 시킨후 모터 1회전주기가 완료되었는가를 판별한다.

판별결과 완료이전이면 입력단(IOA-IOD)를 하이로 유지하고 출력단(OUT2)에서 로우펄스를 출력하여 입력단(IOA-IOD)에 공급된 데이타를 해독한다.

해독결과 직전에 입력된 코드와 동일하면 상기 출력파형 테스트 첫단계부터 반복하고 상이하면 이때 입력된 코드값을 마이컴(8)내에 저장한후 모드플래그를 검색하여 그레이코드 모드인가 또는 펄스코드 모드인가를 판별한다.

그레이코드 모드이면(엔코더(9)는 그레이 코드타입 엔코더)FIFO메모리의 입력번지를 지정하여 그 번지에 상기 입력코드값을 저장하고 FIFO메모리의 번지를 +1증가시킨 다음 메모리가 최종영역까지 저장완료(Full)되었는가를 판별한다.

판별결과 여분의 메모리 영역이 존재하면 상기 출력파형 테스트 첫단계부터 반복하여 모터 1회전주기 완료이전에 엔코더(9)구동에 따라 차례로 입력된 모든 코드값을 FIFO메모리에 저장하고, 저장 완료되면 FIFO메모리의 오버플로우 플래그(Over Flow Flag)를 셋트시키며, 모터 1회전주기가 완료되면 FIFO오버 플로우 플래그가 셋트되었는가를 판별한다.

이 단계에서 FIFO오버플로우 플래그가 셋트되어 있으면 모터 1회전주기 완료 및 FIFO메모리 Full로서 엔코더(9)가 정확히 1주기 회전작동 및 출력코드 입력이 완료된 정상인 경우이므로 출력파형(코드, 펄스수) 검증단계로 이행하고 FIFO오버플로우 플래그가 리세트되어 있으면 모터 1회전주기가 완료되었음에도 불구하고 엔코더 출력코드가 모두 검출/입력되지 못한 불량의 경우이므로 경보음을 출력한다.

이와같이 하여 엔코더(9)의 출력파형 입력 테스트와 저장이 끝나면 모드플래그를 검색하여 엔코더 타입을 판별하고 판별결과에 따라 코드 또는 펄스수의 검증과정을 수행한다. 즉, 모드플래그 검색결과 그레이코드 모드이면 마이컴(8)내에 미리 내장된 표준 그레이코드 테이블의 선두번지의 데이타(그레이 코드)를 FIFO메모리의 선두번지에 저장된 입력코드와 비교한다.

비교결과 동일하면 엔코더(9)에서 첫번째로 입력된 코드가 그레이 코드이므로 엔코더(9)는 정상, 상이하면 불량이므로 경보음을 출력하고 펄스/코드표시부(14)에 표준 그레이 코드와 입력코드를 함께 표시하여 테스트 작업자에게 주지시킨다.

예로서 상위 7세그먼트 표시기(21)에는 표준 그레이 코드를, 하위 7세그먼트 표시기(22)에는 입력코드를 표시한다.

상기 코드 비교결과 동일하면 표준 그레이코드 테이블의 다음번지에서 코드를 읽어와서 FIFO메모리의 데이타를 선두번지로 시프트시킨후에 그 선두번지에서 읽어온 입력코드를 서로 비교하는 과정을 FIFO메모리의 모든 입력 코드값에 대하여 반복 수행한다.

이와같이 하여 모든 입력코드에 대한 표준 그레이 코드와의 비교검증을 종료하였을 때 모든 입력코드가 그레이 코드로 판정되면 발광다이오드(LED2)를 온시켜 엔코더(9)의 모든 테스트 결과 정상임을 표시함과 함께 불량시의 경보음과 다른 톤의 정상 표시음을 출력하고 테스트 과정을 종료한다.

한편, 상기 엔코더(9)출력파형의 테스트를 수행함에 있어 모드플래그의 검색결과 펄스코드 모드(엔코더(9)펄스타입 엔코더)인 경우에는 출력단(OUT2)에서 로우펄스를 출력하고 입력단(IOA-IOD)에서 해독하여 저장한 입력코드값에 대하여 제1상 패턴(PHASE A)의 펄스값(하이=(1)또는 로우(=0)(엔코더(9)의 출력단자(A)의 파형=IOA입력)이 이전의 값과 동일한가를 판별한다. 판별결과 상이하면 입력값(IOA입력값)이 "0"인가를 판별하여 "0"이면 1개의 펄스가 입력된 것으로 간주하고 제1상 펄스카운터(PULSEA)를 +1증가시킨다.

제2상 패턴(PHASE B)의 펄스값에 대하여도 값은 단계를 거쳐 제2상 펄스카운터(PULSE B)로 입력 펄스(IOB입력)를 카운트한다.

여기서 입력값의 변화(하이→로우,로우→하이)및 그 값(0또는1)을 검색하는 것은 입력값이 하이에서 로우로 또는 로우에서 하이로 변환될때 1개의 펄스가 발생되어 입력된 것으로 판정하기 위함이며 상기 단계에서는 하이에서 로우(즉, 폴링엣지)로 변화될때를 기준으로 펄스수를 카운트 함을 설명한 것이다.

이와같이 제1상 제2상의 펄스수를 카운트하면 FIFO메모리의 오버플로우 플래그를 셋트시킨후 스테핑 모터(9)를 1펄스분 구동시켜 다음 각도 위치에서의 엔코더(9)출력 펄스수를 상기한 바와같이 카운트하여 모터 1회전주기가 완료되면 카운트된 펄스수, 즉 제1상 펄스카운터(PULSE A) 및 제2상 펄스카운터(PUSE B)의 카운터값을 스위칭부(13)를 조작하여 미리 설정해 놓은 펄스값과 서로 비교한다.

만일 PULSEA나 PUSEB의 값들이 설정된 규격 PUSLE수와 다르다면 NG ALARM을 발생시키며 우선 입력된 'PULSEA'내용을 두자리의 10진수로 표시하고 난뒤 다시 'PULSEB'내용을 같은 형식으로 표시한다.

이 루프를 반복함으로써 검사자가 발생된 에러의 원인을 파악할수 있다.

다음 제품의 검사로 넘어가려면 리세트 스위치(SW2)를 눌러 검사기를 재초기화시킨다. 비교결과 동일하면 발광다이오드(LED2)를 온시켜 엔코더(9)의 모든 테스트결과 정상임을 표시함과 함께 불량시의 경보음과 다른 톤의 정상 표시음을 출력하고 테스트 과정을 종료한다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 습동자의 패턴간의 접점구조를 갖는 엔코더 뿐만 아니라 스위치등의 테스트에도 적용할 수 있고 스테핑 모터와 엔코더 사이에 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 동력전달 기구를 구비하여 슬라이드 타입의 제품을 테스트할 수 있다. 또한 엔코더 테스트를 자동적으로 고속으로 할수 있어 신속한 테스트 작업이 가능하고 고장내용을 표시하여 후속조치를 적절히 취할수 있으며 테스트 고정의 간소화 및 시간단축과 이를 통한 작업능률의 향상을 기할수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 엔코더 타입에 따라 엔코더를 회전 구동시키고 입력되는 엔코더 출력신호를 검색하여 불량여부의 판별 및 표시제어를 수행하는 마이컴(8)과, 상기 마이컴(8)의 제어를 받아 엔코더(9)를 구동시키는 모터구동부(10) 및 스테핑모터(11)와, 엔코더(9)의 출력신호를 입력하기 위한 입력부(12)와, 펄스타입 엔코더에서 규정된 펄스수를 설정하는 스위치부(13)와, 설정된 펄스수를 마이컴(8)에서 해독 가능하게 그 입력경보를 제어하는 버퍼부(13')와, 상기 마이컴(8)에 의한 엔코더(9)의 불량여부 판별에 따른 펄스수 또는 코드가 표시되는 펄스/코드표시부(14)와, 엔코더(9)의 접점패턴 불량부분을 표시하는 패턴불량 표시부(15)와, 각 테스트 단계에서 정상으로 판별된 경우 그 테스트 내용을 표시하는 테스트 표시부(16)와, 상기 마이컴(8)에 의한 불량여부를 표시음을 증폭하는 증폭기(17) 및 그 출력 스피커(18)와, 테스트할 엔코더 타입을 선택하는 타입선택스위치(SW1)와, 기기 초기화를 수행하는 리세트 스위치(SW2)로 구성된 로타리 엔코더 테스트 장치.
2. 테스트할 엔코더 타입을 검색하여 해당 엔코더 타입에 대응하는 테스트 모드를 설정하는 과정과, 엔코더의 공통단자에 소정펄스를 인가하고 그 출력단자에서 출력되는 신호입력을 해독하여 공통단자와 각 상패턴 사이의 단락여부를 판별함과 함께 엔코더를 회전시켜가면서 엔코더를 초기 테스트 위치로 만드는 과정과, 엔코더의 출력단자중 1개에 소정펄스를 인가하고 나머지 출력단자에서 출력되는 신호입력을 해독하여 각 상패턴 사이의 단락여부를 판별하는 과정과, 초기 코드값 저장에 이어서 엔코더를 1회전주기 완료시까지 단계적으로 구동시켜가면서 공통단자에 소정펄스를 인가하고 그 출력단자에서 출력되는 코드값 또는 펄스수를 카운트하여 입력코드값을 저장하는 과정과, 테스트 모드 판별하여 모든 입력코드값과 표준 코드값을 비교하여 일치하는가의 여부를 판별하거나 또는 저장된 펄스수와 기 설정되는 규정펄스수를 비교하여 일치하는가의 여부를 판별하는 과정으로 이루어진 로타리 엔코더 테스트 방법.
3. 제2항에 있어서, 각각의 테스트 판별결과 정상 또는 불량인 경우 해당 내용을 가시적으로 표시하거나 또는 경보음을 출력시키는 로타리 엔코더 테스트 방법.