TW201350792A - 編碼器之輸出訊號監視系統及編碼器之輸出訊號監視方法 - Google Patents
編碼器之輸出訊號監視系統及編碼器之輸出訊號監視方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201350792A TW201350792A TW102107001A TW102107001A TW201350792A TW 201350792 A TW201350792 A TW 201350792A TW 102107001 A TW102107001 A TW 102107001A TW 102107001 A TW102107001 A TW 102107001A TW 201350792 A TW201350792 A TW 201350792A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- encoder
- signal
- output
- output signal
- data
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 38
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 21
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 18
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 3
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000011328 necessary treatment Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/3473—Circular or rotary encoders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24457—Failure detection
- G01D5/24466—Comparison of the error value to a threshold
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
[課題]根據波形的周期、比率(Duty)、相位差、相位方向依動作速度、分解能、移動方向而異而難以判斷,且難以檢測劣化之由編碼器所被輸出的數位脈衝訊號,檢測實際上發生劣化的情形,藉由進行必要的處置來消除保養的時間與經費的浪費。[解決手段]形成為一種編碼器之輸出訊號監視系統及方法,其係構成為:對應在初期狀態下所被設定的測定對象(20)的基本動作模式而使由編碼器本體(1)所被輸出的輸出訊號與前述基本動作模式產生關連地記憶在記憶裝置(30),之後每隔一定期間,使測定對象(20)按照基本動作模式進行動作,此時將由編碼器本體(1)所被輸出的輸出訊號、與被記憶在前述記憶裝置(30)的初期狀態的輸出訊號資料進行比較,兩者訊號的差為一定大小以上時即輸出警告。
Description
本發明係關於將旋轉圓板或直線狀尺(scale)的狀態轉換成電訊號,檢測計測測定對象物之位移量或移動量的編碼器的劣化的編碼器之輸出訊號監視系統及編碼器之輸出訊號監視方法。
編碼器係將例如旋轉圓板或直線狀尺的狀態轉換成電訊號。例如,在光學式旋轉編碼器中,係將在發光元件所發出的光透過旋轉圓板且在受光元件受光的訊號,在訊號處理部轉換成矩形波狀的數位脈衝輸出訊號。
但是,編碼器亦與其他電子機器、精密機器同樣地,因經年變化而劣化,而逐漸無法維持初期性能。編碼器的劣化要因在機械性質上列舉有:構成零件(軸承壽命等)的劣化、組裝狀態(零件摩耗)的變化等。此外,在電性上則考慮有:構成零件(若為光學式,即為
LED壽命等)的劣化、若為其他光學式,則為玻璃的髒污等。
一般而言,若編碼器劣化,則編碼器內部的類比訊號的位準及偏壓即會改變。若由編碼器所被輸出的訊號為類比訊號,則易於監視其狀態。例如,若波形位準為一定值以下時,若進行發出警報等對策即可,在大多數的電子機器中進行。但是,若由編碼器所被輸出的訊號被輸出為矩形波的數位脈衝訊號時,可判斷的訊號形態僅為H位準與L位準的訊號,編碼器的劣化不易出現為訊號位準,難以判斷。其中,前述數位脈衝訊號係處理由受光元件所被輸出的類比訊號,進行波形整形等所需訊號處理而得者,如上所示之數位訊號在目前成為主流。
另一方面,為了監視編碼器內部的類比訊號,必須要有保養專用的輸出線,甚至另外設置用以監視類比訊號的電路等,會有零件數增加、或構成複雜而製造成本增大,反而容易故障等缺點不少。
因此,以往係根據經驗法則,以一定程度預測編碼器劣化的時期,每隔一定期間即進行保養,或替換編碼器機器,而可維持可靠性。但是,在如前所述之每隔一定時期進行保養的方式中,係必須預估一定程度安全率,在比實際上性能劣化的時期更為之前進行保養。因此,即使為性能尚未劣化的機器亦被廢棄、或替換的情形不少,產生時間與經費的浪費。
在日本特開2004-138386號公報(專利文獻
1)係揭示一種數位編碼器之控制手段,其以彌補因墨霧等所致之編碼器的感度劣化所造成的性能降低為目的,其特徵為:在由發光部及受光部所構成,具有發生因應所被驅動之被驅動體的驅動速度的頻率的脈衝訊號的頻率訊號發生手段的數位編碼器中,具有檢測前述頻率訊號的各周期的ON時間duty的手段,因應前述檢測duty,來控制發光部的光量。
此外,在同文獻的段落0033中記載:「形成為以下構成:裝載有記錄頭1的載具2係根據來自編碼器14的頻率訊號,在ASIC501內部檢測其上升、下降,可偵測各周期的ON時間duty」。此外,在段落0038中記載:「在步驟S704中算出各周期的ON時間duty,在步驟S705中,若被判定出duty為55%以上,另外在步驟S706中,若被寫入在EEPROM504的累積記錄枚數或累積吸引次數為預定值以上時,判斷出編碼器14的感度因墨霧而劣化,實施欲藉由提高LED101的光量來彌補感度劣化的控制」。在段落0033中記載:「形成為以下構成:裝載有記錄頭1的載具2係根據來自編碼器14的頻率訊號,在ASIC501內部檢測其上升、下降,可偵測各周期的ON時間duty」。
但是,在該文獻中,目的在裝載有噴墨記錄裝置之記錄頭的載具的控制中使用編碼器,來檢測因由前述記錄頭所被吐出的墨霧所致之光電二極體的感度劣化。因此,並未預定檢測因編碼器的機械零件的劣化所致之訊
號變化。而且,前述載具的移動速度原則上為一定,因此如同文獻0008之記載所示,編碼器之輸出訊號亦以能率比50%為基準。接著,若能率比為預定值以上時,則單純地僅使發光部的光量增加。因此,將該文獻的檢測方式應用在編碼器的動作複雜且能率比由初期狀態改變的用途,乃極為困難。
[專利文獻1]日本特開2004-138386號公報
所欲解決之問題點在於來自編碼器的輸出訊號雖因經年變化等而劣化,但若為輸出將類比訊號進行波形整形後的矩形波狀的數位脈衝訊號的編碼器,波形的周期、比率(Duty)、相位差、相位方向依動作速度、分解能、移動方向而異而難以判斷,且難以檢測劣化。本發明之目的在根據由編碼器所被輸出的數位脈衝訊號,檢測實際上發生劣化的情形,藉由進行必要的處置來消除保養的時間與經費的浪費。
本發明係藉由以下構成來達成上述目的。
(1)一種編碼器之輸出訊號監視系統,其具有:進行旋轉或移動動作的測定對象;輸出因應測定對象之位移量或移動量的輸出訊號的編碼器本體;將來自前述編碼器本體的輸出訊號、與被記憶在記憶裝置的輸出訊號資料進行比較來判斷警告輸出的控制裝置;及記憶前述測定對象的基本動作模式與由編碼器本體所被輸出的訊號的記憶裝置,前述控制裝置係將在初期狀態所被設定的測定對象的基本動作模式、與該時由編碼器本體所被輸出的輸出訊號產生關連地記憶在記憶裝置,之後將進行基本動作所得之來自編碼器本體的輸出訊號、與被記憶在前述記憶裝置的初期狀態的基本動作時的輸出訊號資料進行比較,輸出該比較資料或前述測定資料、或兩者訊號的差大於一定的基準值時輸出作為警告。
(2)如上述(1)之編碼器之輸出訊號監視系統,其中,由前述編碼器本體所被輸出的訊號為2個以上,藉由時脈訊號,來計測由訊號波形的周期、相位差、比率、訊號位準所選擇的2個以上,或進行類比/數位轉換而得輸出訊號資料。
(3)一種編碼器之輸出訊號監視方法,其在初期狀態下設定測定對象的基本動作模式且使其動作,對應前述基本動作而使由編碼器本體所被輸出的輸出訊號與前述基
本動作模式產生關連地記憶在記憶裝置,之後視需要使測定對象按照基本動作模式來進行動作,此時測定由編碼器本體所被輸出的輸出訊號,將所得的測定資料、與被記憶在前述記憶裝置的初期狀態的輸出訊號資料進行比較,輸出該比較資料或前述測定資料、或兩者訊號的差為一定大小以上時即輸出警告。
(4)如上述(3)之編碼器之輸出訊號監視系統,其中,由前述編碼器本體所被輸出的訊號為2個以上,藉由時脈訊號,來計測由訊號波形的周期、相位差、比率、訊號位準所選擇的2個以上,或進行類比/數位轉換而得輸出訊號資料。
本發明係具有根據由編碼器所被輸出的數位脈衝訊號,檢測實際上發生劣化的情形,藉由進行必要的處置,可消除保養的時間與經費的浪費的優點。
1‧‧‧編碼器本體
2‧‧‧軸
3‧‧‧編碼板
4‧‧‧電路基板
5‧‧‧發光元件
6‧‧‧受光元件
10‧‧‧控制裝置
20‧‧‧驅動裝置
21‧‧‧旋轉軸
30‧‧‧記憶裝置
圖1係顯示本發明之編碼器之輸出訊號監視系統的基本構成的區塊圖。(實施例1)
圖2係顯示訊號計測方法的時脈與輸出波形的圖。(實施例1)
圖3係顯示本發明之編碼器之輸出訊號監視方法之各處理步驟的流程圖。(實施例2)
圖4係顯示習知之編碼器之輸出訊號的類比與數位波形圖。
圖5係顯示習知之編碼器之輸出訊號劣化的狀態的第1類比與數位波形圖。
圖6係顯示習知之編碼器之輸出訊號劣化的狀態的第2類比與數位波形圖。
本發明係在編碼器安裝時或保養結束後等之初期狀態下,設定成為對屬於矩形狀數位訊號的檢測訊號進行評估的基準的編碼器的基本動作狀態(動作速度、移動方向等)。接著,對該基本動作時的輸出訊號波形的周期、比率、相位差等所需參數相關資料進行計測,與前述基本動作產生關連而作為基本值儲存在記憶裝置。之後,視需要進行在基本動作狀態下的計測,與所被記憶的基本值相比較,監視在計測值是否發生差異,獲得與前述基本值差異一定以上的計測值時,即輸出警告。藉此,實際上編碼器的劣化產生超過容許值時,可進行保養,且可將保養的時間及費用抑制為所需最小限度。
在此,為易於瞭解發明之內容來進行說明,以將本發明適用在光學式旋轉編碼器時為例來作說明。在編碼器安裝時、保養結束後等之初期狀態下,例如圖4所
示,由光檢測元件所得之類比波形係可定義為不具混亂的正常波形、或即使稍微混亂亦為在初期狀態下的訊號。因此,將此進行波形處理後的矩形波狀的數位訊號比率亦為正常,或可特定為初期狀態的訊號。但是,因經年劣化而發生軸擺動或偏芯時,透過編碼板所被檢測的光會晃盪或強度改變而由受光元件被輸出的類比波形係例如圖5、6所示,由初期狀態產生變化。接著,在將該類比波形進行波形整形等訊號處理所得之數位脈衝波形的比率(Duty)亦產生變化。
因此,將前述波形比率記憶初期狀態之時的測定值,且將此與任意時間的測定值進行比較。接著,進行比較所得之波形比率的變化超出某範圍時,使警告訊號、警告資料等輸出。或者每次測定或在特定條件下可輸出輸出訊號本身的資料或變動資料等。接著,可藉由前述警告資料或比較資料等,來監視編碼器的狀態,可效率佳地進行保養。其中,在上述事例中,係針對監視1訊號中的訊號的波形比率的手法進行說明,但是即使為2訊號以上,亦可以同樣手法監視。此外,所監視的部分亦不限於波形比率,藉由監視單獨或複數波形的周期、相位差、訊號位準等,可掌握更加詳細的狀況。此外,在2訊號或其以上的輸出訊號中,將由波形的周期、相位差、比率、訊號位準所被選擇的1個以上、較佳為2個以上分別產生關連地進行監視,藉此可更加詳細地掌握編碼器的狀態。
如上所示,計測基本動作時所被計測的輸出
訊號,將其結果與基本動作產生關連地記憶為基本值,在必要時,進行同樣的基本動作來計測輸出訊號,將各動作部分的計測值與前述基本值進行比較,藉此可知來自輸出訊號的基本值的變化的比例。接著,將前述比較資料或變化的比例輸出為資料、或者變化的比例為一定以上時即輸出警告,藉此可掌握實際上發生劣化的情形。以前述輸出訊號的計測資料與基本動作的產生關連而言,針對基本動作中的各動作部分,例如作為至少1個基本動作單位所被設定的預定速度下的正轉動作或逆轉動作中的周期、比率、相位差、訊號位準等各測定項目進行計測。此外,亦可將複數模式的基本動作單位組合而形成為基本動作。接著,若記憶該基本動作中的訊號的測定值即可。
進行警告之解析或顯示的裝置係可以例如安裝有編碼器的工作機器等控制裝置或外部的其他裝置進行,亦可以位於編碼器內部的處理器或邏輯電路等進行。此外,警告的輸出方法亦可顯示於其他裝置的顯示器,或甚至以通訊來發訊至遠隔的裝置,亦可在編碼器本身裝載顯示裝置來顯示。
以警告方法而言,係可以數值資料等來表示警告內容,亦可如前所述使顯示器顯示警告內容。或者,亦可利用LED等簡單的發光顯示機器,將顏色或亮滅次數等單獨或相組合而以簡單構成亦可輕易掌握狀態。
本發明之編碼器即使為磁氣式等其他檢測方式的編碼器,亦可適用,而非限定於將上述說明之藉由編
碼模式所致之光的強弱轉換成電訊號的光學式。本發明並未特定為檢測原理或機械式構造(軸的有無或編碼器形狀)。可應用在可適用於在處理檢測訊號後的矩形波狀的數位輸出訊號的監視的所有編碼器。
接著,顯示實施例來更加具體說明本發明。圖1係顯示作為本發明之1實施例的編碼器系統的構成例的模式圖。在圖中具有:計測測定對象的位移、移動距離等的編碼器本體1;作為測定對象的工作機器等的驅動裝置20;根據來自前述編碼器本體的計測資料來控制前述驅動裝置20的動作的控制裝置10;及將作為前述驅動裝置20所進行的動作所被設定的基本動作及該時之編碼器之輸出資料產生關連地進行記憶的記憶裝置30。
編碼器本體1係具有:與驅動裝置20的旋轉軸21相連接,追隨驅動裝置的旋轉動作而進行旋動的編碼器軸2;被安裝在該編碼器軸2的圓盤狀編碼板3;固定編碼板(未圖示);被配置在編碼器本體之基體(未圖示)內部的LED等發光元件5;被配置在與前述發光元件5夾著編碼板而相對向的位置的受光元件6;及裝載有該受光元件6的電路基板4。
若簡單說明該編碼器本體的動作,若驅動裝置20的旋轉軸21旋轉時,與其相連接的編碼器軸2亦追隨地同樣進行動作。此時,被安裝在編碼器軸2的編碼板
3亦同樣地動作。一般而言,在由玻璃等透明構件所形成的編碼板3,係形成有會發生伴隨旋轉而改變的預定訊號的編碼模式。由前述發光元件5所發出的光若透過該編碼板3上的編碼模式而入射至受光元件6時,即產生與前述編碼模式相對應的訊號。接著,輸出訊號因應編碼板的動作而改變。
由受光元件所產生的訊號為類比訊號,但是藉由被裝載在電路基板4上的元件或電路,進行波形整形等所需訊號處理,而被轉換成矩形波狀的數位脈衝訊號。此時,設置複數個受光元件6,調整該等之位置,藉此可作出例如偏移90°相位的訊號。該等訊號一般而言被輸出為A相、B相的相位差2訊號且被設為增量訊號。A相、B相的相位差2訊號係相位依旋轉方向而逆轉,因此可計測所旋轉的位移量與旋轉方向,另外將該等訊號進行電性積算計數,或另外使一旋轉訊號輸出,藉此亦可計測旋轉數。
由前述編碼器本體所被輸出的訊號係除了上述增量訊號以外,還有原點訊號、用以計測1旋轉的訊號、精度提升或裝置管理等所需訊號等各種訊號。此外,編碼器本體並不一定限定於旋轉類型,亦可為檢測器在直線狀玻璃尺滑動的所謂線性編碼器。此外,檢測方式亦可為磁氣式或可為電磁應應方式,並非限定於上述光學式。
由編碼器本體1所被輸出的訊號係被輸入至控制裝置10。該控制裝置10係具有按照預先設定的程式
或所被輸入的參數來控制驅動裝置20的功能。此時,控制裝置10係輸入編碼器本體1的輸出訊號,根據該資料,來掌握藉由驅動裝置20所得之裝置的動作狀態。接著,以由編碼器本體1所得的移動量與驅動裝置20應移動的移動量相一致的方式控制驅動裝置20。
驅動裝置20係在工作機器、構裝機器、產業用機器人等中被使用在用以供予所需動力。例如在工作機器中,係被使用在加工器具的移動或定位等。此時,在所被控制的位置座標中,若通常為1軸控制,則驅動裝置20與編碼器本體1通常為各1個,若為2軸控制,則為各2個,若為三次元則另外各增加1個。驅動裝置20若為對前述機器供予動力者,則其形態並未特別限定,可為感應馬達、步進馬達、DC馬達等馬達,亦可為空氣壓、油壓機器等。
控制裝置10係在編碼器安裝時或保養後等初期設定時,使驅動裝置20進行預先決定的基本動作。該基本動作係在計測編碼器之輸出訊號來檢測劣化方面為必要動作,依裝置的使用目的或使用狀態而異,因此藉由編碼器的製造者、使用者、或管理者等來任意決定。基本動作係針對1個或2個以上的動作,針對移動速度、移動方向進行規定。其中,基本動作係可使控制裝置自動進行,亦可由操作人員以手動逐次進行。
若進行前述基本動作,由編碼器本體被輸出因應驅動裝置的動作的輸出訊號。控制裝置係計測前述輸
出訊號,而將該資料與基本動作產生關連地記憶在記憶裝置30。此時以所計測的資料而言,為波形的周期、比率、訊號位準的任1個或2個以上,在2訊號輸出中,可另外計測相位差。
以計測方法而言,波形的周期、比率、相位差係可藉由使用由編碼器內部、控制裝置內部、或外部所被導入的時脈訊號、或藉由軟體所得之時脈來輕易計測。具體而言,如圖2所示,若以輸出訊號的上升、及/或下降訊號計數時脈訊號,將該計數值設為輸出訊號的計測資料即可。在圖示例中,矩形波狀脈衝的L位準被計數12、H位準被計數18時脈,此即成為計測資料。以訊號位準係可進行A/D轉換而將訊號位準資料化,亦可使用以預定的電壓位準來發生訊號之周知的電路。
如上所示所得之初期設定時的輸出訊號的計測資料係與基本動作模式產生關連地記憶在記憶裝置。以產生關連的方法而言,並未特別限定,若對於所被設定的基本動作模式中的各動作狀態或每個時間序列的動作的計測資料,在任何動作時可知是否為資料的狀態、或為可區別的樣態即可。亦即,在不同的時間,使相同的基本動作模式動作時所被測定的資料彼此可保存為可比較的資料即可。具體而言,列舉有:(a)與來自驅動裝置的資料產生關連的方法、(b)與來自控制裝置的資料產生關連的方法、(c)僅以運轉模式(編號等)來進行管理的方法等。
接著,例如正旋轉中的速度Xm/s下的A相輸
出訊號的波形的周期為m時脈、比率為n時脈、B相輸出訊號的波形的周期為o時脈、比率為p時脈、A相訊號與B相訊號的相位差為對應4現象時,記憶有q1、q2、q3、q4時脈等。此外,視需要記憶在速度Y m/s下的上述參數、逆轉時的上述參數等。
在實際的記憶元件上,例如將特定的位址作為對各動作動作的上述參數的記憶領域來進行分配,且將訊號進行比較時,即經常讀出對應該動作的位址的資料即可。或者,亦可將基本動作時所被計測的資料,由特定的位址連續記憶,在比較時,由前述特定位址讀出來進行比較。在記憶元件裝置的內部,要如何記憶資料來進行比較,乃為任意,若以系統的控制軟體可有效率地動作的手法進行即可。
之後,每隔一定期間或視需要在任意之時進行與上述同樣的操作,來測定基本動作模式中的輸出訊號的資料。此時,控制裝置係將所得的測定資料、與相對應的基本動作的初期設定時的測定資料作比較。接著,若所比較的測定資料的差為一定以上時,判斷編碼器呈劣化,且輸出警告。或者,亦可在每次測定時,每次比較時輸出該資料。警告亦可如前所述作為具體的資料來輸出,亦可顯示於顯示器。此外,亦可使編碼器本體或控制裝置所具備的簡單發光元件發光等而簡易地表示。
其中,在上述例中係將控制裝置10與驅動裝置20的控制裝置及編碼器本體的控制裝置形成為一體而
作為系統全體的控制裝置來進行說明,但是亦可將驅動裝置20的控制裝置形成為不同個體,使編碼器的控制裝置進行編碼器之輸出訊號的測定與監視。此時,基本動作係由驅動裝置的控制裝置進行,但是若可辨識是編碼器的控制裝置進行基本動作,則可作為符合決定出此時之編碼器之輸出訊號的基本動作模式所被輸出的訊號來進行處理。
此外,亦可設置測定編碼器之輸出訊號,將該資料輸出、或將警告的資料或訊號輸出的裝置,亦即監視系統專用的控制裝置。此時,亦可在驅動裝置的控制裝置10或驅動裝置20本身並未組入,而連接配置於編碼器之輸出與控制裝置10的中間,或者與驅動裝置的控制裝置10另外放置而串聯或並聯地輸入編碼器之輸出訊號。
接著,按照圖3所示流程圖,說明本發明之方法。
首先,在安裝在裝置時或保養時等初期設定時,設定測定對象的基本動作模式。該設定係可記憶在驅動裝置或編碼器的控制裝置、記憶裝置等,亦可僅作為今後用以反覆動作的基本動作模式來事先決定(S1)。接著,按照所被設定的基本動作模式來使測定對象動作(S2)。此時,針對由編碼器本體所被輸出的輸出訊號的所需參數來進行計測(S3)。接著,將所得的各測定資料與前述基本動作模式產生關連地記憶在記憶裝置(S4)。
之後,視需要,使測定對象按照基本動作模式來進行動作(S5),與步驟(S3)同樣地,針對由編碼器本體所被輸出的輸出訊號的所需參數進行計測(S6)。此時將所被計測的輸出訊號、與被記憶在前述記憶裝置的初期狀態的輸出訊號資料進行比較(S7),將該資料本身每次或視需要輸出,或視需要當兩者訊號的差為一定大小以上時(S8),即輸出警告訊號或警告資料(S9)。其中,如上所述,若將測定資料每次輸出時,前述警告訊號或警告資料未輸出亦可。
本發明之方法係可利用上述實施例1所圖示之裝置來實現,但是並非限定於此,若為具有輸出矩形波狀的數位脈衝訊號作為輸出訊號的編碼器的裝置,即可實現。此外,記憶裝置或進行訊號計測、資料處理的控制裝置係可特別設置,亦可使用內置於編碼器的運算裝置或安裝有編碼器的裝置的控制裝置。
以上顯示各實施例來說明本發明,惟本發明並非限定於該等實施例。此外,編碼器之輸出訊號可適用於由各種編碼器所被輸出的各種態樣的訊號,而非限定於所謂增量訊號亦即相位差2訊號。例如除了前述相位差2訊號以外,可為包含原點訊號(Z相)、每隔120°的相位差的CS訊號等的任一者以上者,甚至亦可為僅有1訊號的簡單訊號構成者。如上所示將自由測定的項目等與各編碼器相對應進行變更,藉此可將警告輸出按各訊號、或將該等統合輸出。
本發明之編碼器之輸出訊號監視系統及監視方法係可適用於計測測定對象之位移量、移動量、旋轉方向、移動方向、旋轉或移動速度等的編碼器。尤其若為輸出矩形波狀的數位訊號脈衝作為輸出訊號的類型的編碼器,無論旋轉式或線性方式,均可適用,檢測方式亦不拘光學式、磁氣式、電磁感應式,均可適用。此外,藉由使用內置於編碼器的電路的運算裝置或時脈等,無須設置新的電路或外部裝置,均可實現,可以較少成本來使保養最適化。
1‧‧‧編碼器本體
2‧‧‧軸
3‧‧‧編碼板
4‧‧‧電路基板
5‧‧‧發光元件
6‧‧‧受光元件
10‧‧‧控制裝置
20‧‧‧驅動裝置
21‧‧‧旋轉軸
30‧‧‧記憶裝置
Claims (4)
- 一種編碼器之輸出訊號監視系統,其具有:進行旋轉或移動動作的測定對象;輸出因應測定對象之位移量或移動量的輸出訊號的編碼器本體;將來自前述編碼器本體的輸出訊號、與被記憶在記憶裝置的輸出訊號資料進行比較來判斷警告輸出的控制裝置;及記憶前述測定對象的基本動作模式與由編碼器本體所被輸出的訊號的記憶裝置,前述控制裝置係將在初期狀態所被設定的測定對象的基本動作模式、與該時由編碼器本體所被輸出的輸出訊號產生關連地記憶在記憶裝置,之後將進行基本動作所得之來自編碼器本體的輸出訊號、與被記憶在前述記憶裝置的初期狀態的基本動作時的輸出訊號資料進行比較,輸出該比較資料或前述測定資料、或兩者訊號的差大於一定的基準值時輸出作為警告。
- 如申請專利範圍第1項之編碼器之輸出訊號監視系統,其中,由前述編碼器本體所被輸出的訊號為2個以上,藉由時脈訊號,來計測由訊號波形的周期、相位差、比率、訊號位準所選擇的2個以上,或進行類比/數位轉換而得輸出訊號資料。
- 一種編碼器之輸出訊號監視方法,其在初期狀態下設定測定對象的基本動作模式且使其動作,對應前述基本 動作而使由編碼器本體所被輸出的輸出訊號與前述基本動作模式產生關連地記憶在記憶裝置,之後視需要使測定對象按照基本動作模式來進行動作,此時測定由編碼器本體所被輸出的輸出訊號,將所得的測定資料、與被記憶在前述記憶裝置的初期狀態的輸出訊號資料進行比較,輸出該比較資料或前述測定資料、或兩者訊號的差為一定大小以上時即輸出警告。
- 如申請專利範圍第3項之編碼器之輸出訊號監視系統,其中,由前述編碼器本體所被輸出的訊號為2個以上,藉由時脈訊號,來計測由訊號波形的周期、相位差、比率、訊號位準所選擇的2個以上,或進行類比/數位轉換而得輸出訊號資料。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012086990A JP6057530B2 (ja) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | エンコーダの出力信号監視システムおよびエンコーダの出力信号監視方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201350792A true TW201350792A (zh) | 2013-12-16 |
TWI558979B TWI558979B (zh) | 2016-11-21 |
Family
ID=48045293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW102107001A TWI558979B (zh) | 2012-04-06 | 2013-02-27 | 編碼器之輸出訊號監視系統及編碼器之輸出訊號監視方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2647967B1 (zh) |
JP (1) | JP6057530B2 (zh) |
KR (1) | KR102074847B1 (zh) |
CN (1) | CN103364022B (zh) |
TW (1) | TWI558979B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI730564B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-11 | 財團法人工業技術研究院 | 編碼器及利用該編碼器的訊號處理方法 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2882451A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-19 | Marius Cloutier | Real time monitoring of rotor or stator shape change for rotating machines |
CN105490609B (zh) * | 2015-12-21 | 2019-01-22 | 上海新时达电气股份有限公司 | 伺服自整定电机编码器零点的方法及其系统 |
ITUA20164551A1 (it) | 2016-06-21 | 2017-12-21 | Ognibene Power Spa | Metodo di rilevamento della posizione reciproca tra un cilindro ed un pistone di un’unità cilindro-pistone e relativa unità cilindro-pistone |
DE102016214456A1 (de) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | Dr. Johannes Heidenhain Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung | Positionsmesseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Positionsmesseinrichtung |
CN106482669B (zh) * | 2016-11-29 | 2018-10-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种采用双线阵图像探测器的角位移测量系统 |
CN109883466B (zh) * | 2017-12-06 | 2022-02-18 | 上海三菱电梯有限公司 | 分体式编码器的安装方法及装有该分体式编码器的曳引机 |
CN109883465B (zh) * | 2017-12-06 | 2021-10-01 | 上海三菱电梯有限公司 | 编码器检测方法 |
CN110285846A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-09-27 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种绝对值编码器在线诊断方法 |
CN114485756A (zh) * | 2020-10-26 | 2022-05-13 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 旋转编码器的检测装置、方法以及计算机可读存储介质 |
EP4063796B1 (en) * | 2021-03-25 | 2023-11-29 | Optoelettronica Italia S.R.L. | Position sensor for a mechanical device and method for operating said position sensor |
CN113483802B (zh) * | 2021-07-19 | 2024-08-20 | 合肥哈工龙延智能装备有限公司 | 一种防止装盒机机械传动异常的快速预警保护系统及方法 |
DE202022103366U1 (de) | 2022-06-15 | 2023-09-22 | Sick Ag | Vorrichtung zur Überwachung einer Funktionalität eines Geräts zur Positions-, Längen- oder Winkelbestimmung |
DE102022115039B3 (de) | 2022-06-15 | 2023-04-20 | Sick Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Funktionalität eines Geräts zur Positions-, Längen- oder Winkelbestimmung |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58169027A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | Tokyo Optical Co Ltd | 変位測定装置 |
US5051579A (en) * | 1987-04-03 | 1991-09-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scale encoder with light intensity alarm |
GB9110598D0 (en) * | 1991-05-16 | 1991-07-03 | Renishaw Transducer Syst | Setting up of quadrature signals |
JP2004138386A (ja) | 2002-10-15 | 2004-05-13 | Canon Inc | ディジタルエンコーダの制御手段 |
JP4737598B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2011-08-03 | 株式会社ニコン | エンコーダ |
JP2008097363A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Okuma Corp | 異常診断方法及びその装置 |
JP2008292176A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | ロータリエンコーダを用いた制御システムおよび自己診断機能付きロータリエンコーダ |
JP4952405B2 (ja) * | 2007-07-02 | 2012-06-13 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受ユニットの状態量測定装置 |
DE102007045986A1 (de) * | 2007-09-26 | 2009-04-23 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Reversiererkennung bei einer elektrischen Betätigungseinheit eines Fahrzeugs |
DE102007057376A1 (de) * | 2007-11-26 | 2009-05-28 | Baumer Hübner GmbH | Drehgeber mit interner Fehlerkontrolle und Verfahren hierzu |
-
2012
- 2012-04-06 JP JP2012086990A patent/JP6057530B2/ja active Active
-
2013
- 2013-02-27 TW TW102107001A patent/TWI558979B/zh active
- 2013-04-03 CN CN201310114441.XA patent/CN103364022B/zh active Active
- 2013-04-03 EP EP13162055.1A patent/EP2647967B1/en active Active
- 2013-04-05 KR KR1020130037597A patent/KR102074847B1/ko active IP Right Grant
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI730564B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-11 | 財團法人工業技術研究院 | 編碼器及利用該編碼器的訊號處理方法 |
US11415435B2 (en) | 2019-12-26 | 2022-08-16 | Industrial Technology Research Institute | Encoder and signal processing method using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI558979B (zh) | 2016-11-21 |
EP2647967A3 (en) | 2014-04-16 |
JP6057530B2 (ja) | 2017-01-11 |
EP2647967B1 (en) | 2017-01-04 |
EP2647967A2 (en) | 2013-10-09 |
CN103364022B (zh) | 2017-09-26 |
KR102074847B1 (ko) | 2020-02-07 |
CN103364022A (zh) | 2013-10-23 |
JP2013217716A (ja) | 2013-10-24 |
KR20130114003A (ko) | 2013-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI558979B (zh) | 編碼器之輸出訊號監視系統及編碼器之輸出訊號監視方法 | |
US20210293662A1 (en) | Vibrational Alarms Facilitated by Determination of Motor On-Off State in Variable-Duty Multi-Motor Machines | |
CN101855523B (zh) | 紧凑型独立状态监测设备 | |
JP2019056701A (ja) | 位置測定装置および位置測定装置の操作方法 | |
JP2018200262A (ja) | 異常検出機能を備えたエンコーダシステム及び異常検出方法 | |
US8525101B2 (en) | Position transmitter having a normal mode and a power saving mode operation for the acquisition of the position of a rotatable shaft | |
JP2006284520A (ja) | エンコーダおよびエンコーダ監視システム | |
JP2012008024A (ja) | 多回転検出回路 | |
US5541406A (en) | Pulsed operation of optical rotary encoder for low-power applications | |
JP2020016491A (ja) | 状態検知システムおよび状態検知方法 | |
CN104755883B (zh) | 解角器定位系统、机器人及其方法 | |
JP2012083280A (ja) | 移動体の絶対位置検出装置 | |
KR101341074B1 (ko) | 인코더 | |
JP2006284521A (ja) | エンコーダ | |
RU62916U1 (ru) | Датчик перемещения оборудования грузоподъемной машины | |
JP7453070B2 (ja) | 信号評価機能を有するエンコーダ及び回転体制御装置 | |
JP2013110923A (ja) | アクチュエータ制御装置、アクチュエータシステム、アクチュエータ制御方法及び制御プログラム | |
US9846059B2 (en) | Nonvolatile rotation sensor with magnetic particle in serpentine track | |
JP5388308B2 (ja) | アナログメータ装置 | |
JP6279360B2 (ja) | 形状測定機 | |
KR101436869B1 (ko) | 복합형 엔코더 | |
JP7358964B2 (ja) | センサ付き軸受および計測システム | |
JP5539090B2 (ja) | ノイズレベル検出機能付きエンコーダ | |
EP2273238A2 (en) | A method for operating an encoder system and an encoder system | |
JP2004171300A (ja) | 計量器検針システム |