TWI360642B - - Google Patents

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TWI360642B
TWI360642B TW097105581A TW97105581A TWI360642B TW I360642 B TWI360642 B TW I360642B TW 097105581 A TW097105581 A TW 097105581A TW 97105581 A TW97105581 A TW 97105581A TW I360642 B TWI360642 B TW I360642B
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Ikuma Murokita
Yuji Arinaga
Original Assignee
Yaskawa Denki Seisakusho Kk
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    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
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Description

1360642 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用以檢測自動機、NC工作機械等所使 用之伺服馬達之旋轉位置的絕對値編碼器,尤其是,與可 檢測電源切斷時之多旋轉量,而可保持絕對位置之絕對値 編碼器裝置及多旋轉檢測方法相關。 【先前技術】 傳統自動機等所使用之編碼器時,爲了檢測多旋轉量 及保持電源切斷時之絕對位置,利用電池進行備份(例如 ,參照專利文獻1 )。 第8圖係傳統多旋轉絕對編碼器裝置之方塊圖。 該多旋轉絕對編碼器裝置,具備:檢測部21;實施來 自該檢測部2 1之檢測信號之整形的波形整形部22 ;受取 波形整形部22所輸出之代碼信號當中之MSB (最上位位 元)及MSB-1 (最上位之下一位元)之位元信號來實施多 旋轉數之計數的多旋轉計數部2 3 ;檢測部2 1 ;對波形整 形部22及多旋轉計數部23供應電源之主電源24 ;以及對 多旋轉計數部23供應備用電源之備用電源25。此外,具 備於主電源切斷狀態時,亦可利用備用電源2 5保持資料 之計數用信號記憶部26,此外,具備依據計數用信號記憶 部26之狀態、及主電源開啓時之相同信號之狀態,實施 多旋轉計數器之計數値之補正的旋轉檢測部28。 其次,針對動作進行說明》 -5- 1360642 第9圖係傳統多旋轉絕對編碼器裝置之動作說明圖° 多旋轉計數用之信號MSB及MSB-1,係相位只偏離 1/4週期之信號,藉由1週期中之2個信號之「H」「Lj 之狀態的組合,可以分成4種狀態。只針對主電源切斷時 之微少旋轉動作執行動作檢測時,若能檢測該4種狀態差 異,可以檢測1旋轉以内之動作。 記憶主電源切斷前之MSB及MSB-1之信號之「H」 「L」的狀態,藉由比較2個信號之主電源切斷前後的狀 態,只針對1 /4旋轉以内之微少動作實施多旋轉計數値之 補正。 以記憶元件記憶主電源切斷前之MSB及MSB-1之信 號之「Hj 「L」的狀態,例如,主電源切斷時,編碼器執 行微少動作而從狀態A變化成狀態B。狀態A時,MSB 爲「Η」、MSB-1爲「L」,藉由使其變化成狀態B,而使 MSB成爲「L」、使MSB; -1成爲「L」之狀態,於主電 源開啓時,實施A及B之比較即可檢測到曾經動作過。 如第9圖所示’計數切換若以r 1」爲開始點、以r 4 」爲終止點來實施時,MBS-1爲「H」之狀態,不會有旋 轉數之切換。MSB-1爲「L」,而MSB從「H」變化成「L j時’係從「4」變成「5」,爲了補正’實施旋轉數之加 算。相反地,MSB-1爲「L」’而MSB從「L」變化成「Η J時,係從「5」變成「4」,爲了補正,實施旋轉數之減 算。 如此’傳統多旋轉絕對編碼器裝置時,係監視主電源 -6- 1360642 切斷前及主電源再開啓時之多旋轉計數用信號的狀態,檢 測主電源電切斷中之微妙動作,而實施多旋轉計數値之補 正。 專利文獻1:日本特開平9-218054號公報 【發明內容】 然而,傳統多旋轉絕對編碼器裝置適用於自動機時, 主電源切斷時,因爲是以馬達因爲制動器等而無法動作爲 前提,故主電源切斷時不會實施多旋轉量之檢測,而只在 主電源再開啓時之微妙位置變化所造成之偏離份的補正。 實際上,制動器不良時,會由於重力,因爲臂部滑落而導 致位置變化,故多旋轉量產生變化。此外,主電源切斷時 ,馬達可能因爲外力而旋轉,進行變化多旋轉量。此外, 動作中發生瞬停時,若馬達正進行高速旋轉,多旋轉量可 能產生超過可補正限界値的變化。該等情形時,因爲需要 再度實施初始化作業,而有維修性的問題。 此外,傳統上,主電源切斷時,係利用電池電源對多 旋轉量檢測部供應電源,來檢測多旋轉量,然而,要求將 電池電源之消耗電力抑制於最小。 有鑑於上述問題,本發明之目的係在提供維修性良好 、電池電源供應中之消耗電力最小的絕對値編碼器裝置及 多旋轉檢測方法。 爲了解決上述問題,本發明係如下所示之構成。 申請專利範圍第1項所記載之發明具備:多旋轉檢測 1360642 用感測器部,其係具備至少2個磁場檢測元件,用以檢測 旋轉體之多旋轉量:驅動部,其係用以驅動前述磁場檢測 元件;1旋轉内位置檢測用感測器部,其係用以檢測前述 旋轉體之1旋轉内之位置;多旋轉量計算部,其係利用比 較器將前述多旋轉檢測用感測器部所輸出之2相多旋轉檢 測信號變換成矩形波,從被變換成該矩形波之多旋轉信號 計算多旋轉量;1旋轉内位置計算部,其係通過AD變換 器取得前述1旋轉内位置檢測用感測器部所輸出之1旋轉 内位置檢測信號並計算1旋轉内絕對位置;電源切換部, 其係用以切換主電源及電池電源,於主電源切斷時,供應 電池電源;以及絕對位置生成部,其係用以合成前述1旋 轉内絕對位置及前述多旋轉量而生成絕對位置,該絕對値 編碼器裝置之特徵爲,前述多旋轉量計算部具備:第1多 旋轉量計算部,其係前述主電源供應時,用以計算多旋轉 量:第2多旋轉量計算部,其係電池電源供應時,用以計 算多旋轉量;以及多旋轉量補正部,其係前述主電源供應 及前述電池電源供應之切換時,取得電源切換前及電源切 換後之前述多旋轉信號之狀態,實施電源切換後之多旋轉 量之初始値之補正。 此外,申請專利範圍第2項所記載之發明之特徵爲, 前述驅動部,於電池電源供應時,對前述磁場檢測元件供 應一定週期之脈波狀電源。 此外,申請專利範圍第3項所記載之發明之特徵爲, 前述驅動部,電池電源供應時,對應前述旋轉體之旋轉速 -8- 1360642 度切換前述脈波狀電源之脈波週期。 此外,申請專利範圍第4項所記載之發明之特徵爲, 前述脈波狀電源之脈波寬度,可對應電池電源供應時之前 述多旋轉信號之產生及消失特性來設定。 此外,申請專利範圍第5項所記載之發明具備:多旋 轉檢測用感測器部,其係具備至少2個磁場檢測元件,用 以檢測旋轉體之多旋轉量;驅動部,其係用以驅動前述磁 ® 場檢測元件;1旋轉内位置檢測用感測器部,其係用以檢 測前述旋轉體之1旋轉内之位置;多旋轉量計算部,其係 利用比較器將前述多旋轉檢測用感測器部所輸出之2相多 旋轉檢測信號變換成矩形波,從被變換成該矩形波之多旋 轉信號計算多旋轉量;1旋轉内位置計算部,其係通過 AD變換器取得前述1旋轉内位置檢測用感測器部所輸出 之1旋轉内位置檢測信號並計算1旋轉内絕對位置;電源 切換部,其係用以切換主電源及電池電源,於主電源切斷 ® 時,供應電池電源;絕對位置生成部,以及用以合成前述 1旋轉内絕對位置及前述多旋轉量而生成絕對位置,該絕 對値編碼器裝置的多旋轉檢測方法之特徵爲,前述多旋轉 量計算部具備:第1多旋轉量計算部,其係主電源供應時 ,用以計算多旋轉量;及第2多旋轉量計算部,其係電池 電源供應時,用以計算多旋轉量,且以前述第1多旋轉量 計算部計算主電源供應時之多旋轉量,以前述第2多旋轉 量計算部計算電池電源供應時之多旋轉量,主電源供應及 電池電源供應之切換時,取得電源切換前及電源切換後之 -9- 1360642 前述多旋轉信號之狀態,實施電源切換後之多旋轉量之初 始値的補正。 依據申請專利範圍第1項所記載之發明,主電源切斷 時,亦計算多旋轉量,電源切換時,依據電源切換前後之 多旋轉信號的狀態實施多旋轉量之補正,即使電源切換前 後,多旋轉信號發生變化,只要在特定範圍内,可以實施 無計算失誤之多旋轉量計算,而實現維修性良好之絕對値 編碼器裝置。 · 依據申請專利範圍第2項所記載之發明,電池電源供 應時,因爲間歇地驅動多旋轉檢測用磁場檢測元件,故可 以減少電池電源供應時之消耗電力。 依據申請專利範圍第3項所記載之發明,若配合馬達 之使用旋轉速度來設定電池電源供應時之間歇驅動的週期 ,可對應旋轉速度實施最佳之間歇驅動而進一步降低消耗 電力。 依據申請專利範圍第4項所記載之發明,電池電源供 φ 應時之間歇驅動的電源供應時間,若考慮多旋轉檢測信號 之大小、或比較器或硬體電路之產生時間的個體差等硬體 電路特性來設定,可對應多旋轉檢測信號特性實施電源供 應,而進一步降低消耗電力。 依據申請專利範圍第5項所記載之發明,主電源切斷 時,亦計算多旋轉量,電源切換時,依據電源切換前後之 多旋轉信號的狀態,實施多旋轉量之補正,即使電源切換 前後,多旋轉信號發生變化,只要在特定範圍内,可以實 -10- 1360642 現無計算失誤之多旋轉量計算,而提高多旋轉量計算之信 賴性。 【實施方式】 以下,參照圖式,針對本發明之實施形態進行說明° 實施例1 第1圖係本發明之第1實施例之絕對値編碼器裝置的 構成方塊圖。 圖中,1係多旋轉檢測用感測器部,係由介由固定於 未圖示之旋轉體的永久磁石及空隙裝設於固定體之磁場檢 測元件所構成。2係對磁場檢測元件供應電源並進行驅動 之驅動部,3係主電源,4係電池電源,5係用以切換主電 源及電池電源之電源切換部,6係1旋轉内位置檢測用感 測器部,7係取得來自1旋轉内位置檢測用感測器部之1 旋轉内檢測信號並變換成數位資料之AD變換器,8係取 得AD變換結果並計算1旋轉内絕對位置的1旋轉内位置 計算部,9係將來自相位不同之2個磁場檢測元件之多旋 轉檢測信號變換成矩形波之多旋轉信號的比較器,1〇係取 得多旋轉信號並計算多旋轉量之多旋轉量計算部,11係合 成1旋轉内絕對位置及多旋轉量做爲絕對位置之絕對位置 生成部。 此外,多旋轉量計算部1 〇係由:主電源供應時,實 施多旋轉量之計算的第1多旋轉計算部12;電池電源供應 -11 - 1360642 時,實施多旋轉量之計算的第2多旋轉計算部13;以及主 電源供應及電池電源供應之切換時,取得電源切換前及電 源切換後之多旋轉信號的狀態,實施電源切換後之多旋轉 量之補正的多旋轉量補正部14所構成^ 多旋轉檢測用感測器部1之磁場檢測元件,係由相位 不同之2個元件所構成,只要可利用比較器於矩形波之1 旋轉輸出1週期之多旋轉信號即可。1旋轉内位置檢測用 感測器部不論爲磁氣式或光學式,只要可檢測1旋轉内絕 對位置即可。磁氣式時,亦可以爲可切換1旋轉内檢測用 及多旋轉檢測用,而兼具1旋轉内檢測及多旋轉檢測者。 其次,針對本發明之第1實施例之絕對値編碼器裝置 的多旋轉檢測動作進行說明。 電源切換部5檢測到主電源被切斷時,對多旋轉量計 算部10輸出切換信號並將電源從主電源切換至電池電源 0 動作可大致分成3部分。亦即,實施1旋轉内位置之 計算及多旋轉量之計算之主電源供應中的動作、只實施多 旋轉量之計算之電池電源供應中的動作、以及主電源及電 池電源之電源切換時的動作。 以下,針對該等動作依序進行說明。 (主電源供應中動作) 首先,針對主電源供應中之動作進行說明》 第2圖係本實施例之多旋轉信號及1旋轉内絕對位置 -12- 1360642 的關係圖。主電源供應時,對編碼器裝置整體供 圖中之Ml及M0,係比較器9所輸出之2相多旋 多旋轉檢測用感測器部1及比較器9,Μ 1及M0 設計成具有90度之相位差、HI及LO之電平爲 矩形波。此外,爲了容易了解多旋轉信號及1旋 位置之關係,應爲於1旋轉内絕對位置之原點變 號之構成,然而,並未限制爲該構成,亦可將與 • 絕對位置之偏離份視爲補正値。本實施例時,係ί 内絕對位置之原點變化Μ 1信號而構成。 主電源供應時,多旋轉信號Ml、Μ0被讀取: 旋轉量計算部12。正旋轉時,Ml信號之產生邊 信號爲LO時實施加算計數,逆旋轉時,Ml信號 緣且M0信號爲LO時實施減算計數。 (電池電源供應中動作) ® 其次,針對電池電源供應中之動作進行說明 電池電源供應時,只對計算多旋轉量之部分 只對多旋轉檢測用感測器部1、比較器9、以及 計算部1 0供應電源。 電池電源供應時,多旋轉信號Ml、M0被讀 多旋轉量計算部13。正旋轉時,Ml信號之產生達 信號爲LO時實施加算計數,逆旋轉時,Ml信號 緣且M0信號爲LO時實施減算計數。 多旋轉量計算用係使用具有休眠模式等之低 應電源。 轉信號。 之關係被 5 0 %工作 轉内絕對 化Ml信 1旋轉内 令1旋轉 至第1多 緣且M0 之消失邊 ,亦即, 多旋轉量 取至第2 t緣且M0 之消失邊 消耗電力 -13- 1360642 機能的微電腦,低消耗電力動作時,利用信號邊緣之中斷 機能’亦即,於信號邊緣實施加算計數及減算計數之判斷 。微電腦,於中斷時、或週期性地從休眠模式回復而在結 束計算時,進入休眠模式》 然而,不具有如上所示之中斷機能時,週期性地監視 Ml及MO信號,正旋轉時,Ml信號從LO變化成HI且 MO信號爲LO時,實施加算計數,逆旋轉時,Ml信號從 HI變化成LO且MO信號爲LO時,實施減算計數即可。 (電源切換時動作) 其次,針對電源切換時之動作進行說明。 主電源及電池電源之切換時,以即使因爲主電源供應 時及電池電源供應時之電源條件差異而使多旋轉信號發生 位置變化,亦可得到正常多旋轉量之方式,利用多旋轉量 補正部14實施多旋轉量之補正。 電源切換時,電源切換部5對多旋轉量補正部14輸 出切換信號。從主電源切換成電池電源時,第1多旋轉量 計算部12取得主電源切斷前之多旋轉信號Ml及M0的狀 態,亦即,取得Μ1 Last及MO Last。其次,第2多旋轉量 計算部13取得電池電源供應後之多旋轉信號Ml及MO的 狀態,亦即,取得Ml Now及MONow,多旋轉量補正部14 依據該等信號之狀態變化,實施電池電源開始時之多旋轉 量的補正。 從電池電源切換至主電源時,相反地,取得電池電源 -14- 1360642 切斷前之多旋轉信號Ml及MO的狀態做爲Ml Last及 MOLast。其次,取得主電源供應後之多旋轉信號Ml及 M0的狀態做爲MlNow及MONow,依據該等信號之狀態 變化,實施主電源開始時之多旋轉量的補正。 第3圖係本發明之第1實施例之多旋轉量補正的動作 流程圖。 係以從主電源切換至電池電源時爲例來進行說明。 • 主電源下降至特定電壓,而電源切換部5對多旋轉畳 計算部10輸出切換信號時, 於步驟1,第1多旋轉量計算部12取得Ml Last及 MOLast, 其後,於步驟2,電源切換部5將主電源切換成電池 電源。 切換電源後,於步驟3,第2多旋轉量計算部13取得 電源切換後之MlNow及MONow。 ¥ 其次,於步驟4,多旋轉量補正部14判斷是否爲 MONow = LO 〇 YES時,於步驟5,進一步判斷是否爲MlLast = LO且 MlNow = HI,YES時,亦即,於步驟4及步驟5爲YES時 ,MONow = LO、MlLast = LO 且 MlNow = HI 時,因爲係正旋 轉且橫切過加算計數位置,故對多旋轉量進行+1 (步驟6 ),其後,執行極限步驟(步驟9)並結束。 步驟5中爲NO時,進一步於步驟7判斷是否爲 MlLast = HI且MlNow = LO。YES時,因爲係逆旋轉且橫切 -15- 1360642 過減算計數位置,故對多旋轉量進行-1(步驟8),其後 ’執行極限步驟(步驟9 )並結束。 此外,步驟4及步驟7中爲N0時,執行極限步驟( 步驟9)並結束。 此外,極限步驟係多旋轉量高於計數器之極限値或低 於0時針對超限進行處理者。 此外,恢復主電源而從電池電源切換成主電源時,第 2多旋轉量計算部13取得MILast及MOLast,第1多旋轉 量計算部12取得MlNow及MONow,然而,因爲補正動 作相同,故省略其說明。 因爲電源切換而成爲主電源供應狀態時,以從第1多 旋轉量計算部1 2取得之經過補正之多旋轉量做爲初始値 ’於絕對値生成部1 1,合成從1旋轉内絕對位置計算部8 所取得之1旋轉内絕對位置,並輸出絕對位置。其後之主 電源供應中之多旋轉量的昇降,可以利用通過1旋轉内絕 對位置之原點的計數,亦可以利用第1多旋轉量計算部1 2 之計數。 如此,於本實施例,主電源及電池電源之切換時,檢 測切換前後之多旋轉信號,利用前後之多旋轉信號的狀態 實施多旋轉量之補正,故即使因爲電源條件或電路條件而 產生多旋轉信號差、或因爲微電腦之動作模式切換處理而 發生延遲取得多旋轉信號,只要在特定誤差内,亦可在無 多旋轉量計數失誤下,檢測正確之絕對位置資料。 此外,藉由使微電腦處於休眠模式等,實現電池電源 -16- 1360642 之省電力化。例如,主電源供應時,必須檢測高速旋轉之 多旋轉量,並檢測Ml信號之邊緣來計算多旋轉量,然而 ,電池電源時,爲了抑制多旋轉量計算部之消耗電力,使 該電路所使用之微電腦處於休眠模式,藉由以一定週期檢 測Ml信號及M0信號之狀態,而可正常計算多旋轉量。 此時,只要電路條件之差異及微電腦之動作模式切換處理 所導致之檢測信號的時間延遲在特定範圍内,即可消除多 • 旋轉量計數失誤。 實施例2 第4圖係本發明之第2實施例之絕對値編碼器裝置的 構成方塊圖。 圖中,1 5係電池電源供應時對多旋轉檢測用感測器部 1供應脈波狀電源之間歇動作驅動部。與第1實施例之構 成差異,係具備間歇動作驅動部之點。本實施例時,電池 電源供應中,係間歇性地對多旋轉檢測用感測器部供應電 源。 其次,針對本實施例之絕對値編碼器裝置的多旋轉檢 測動作進行說明。 與第1實施例相同,動作大致分成3部分。亦即,實 施1旋轉内絕對位置之計算及多旋轉量之計算的主電源供 應中動作、只實施多旋轉量之計算的備用電源供應中動作 、以及主電源及備用電源之電源切換時的動作。 以下,依序針對該等動作進行說明。 -17- 1360642 (主電源供應中動作) 主電源供應中之動作,因爲與實施例1相同,故省略 其說明。 (電池電源供應中動作) 其次,針對電池電源供應中之動作進行說明。 電池電源供應時,與第1實施例相同樣,只對用以計 算多旋轉量之部分供應電源,然而,本實施例時,多旋轉 用磁場檢測元件更接收來自電源切換部5之信號,利用間 歇動作驅動部15,於各一定週期實施一定時間之驅動。 亦即,以計時器實施一定週期計數時,開始對多旋轉 檢測用感測器部1之磁場檢測元件(未圖示)供應電源。 從電源供應開始,經過一定時間後,多旋轉信號Ml、M0 被讀取至第2多旋轉量計算部13,停止電源供應。 多旋轉量計算用,係使用具有休眠模式等低消耗電力 機能之微電腦。電源供應開始時,從休眠模式恢復,然而 ,取得信號而停止電源供應後,執行計算動作並結束時, 同時進入休眠模式。 此處,針對間歇驅動時之多旋轉信號Ml、M0的動作 波形進行說明。 間歇驅動時,從產生比較器之輸出至被以矩形波輸出 之多旋轉信號Ml、M0成爲正定狀態爲止,需要一定程度 之時間》 -18- 1360642 第5圖係本實施例之間歇驅動時之多旋轉信號的動作 波形圖,第5(a)圖係電源供應開始後至取得多旋轉信號 Ml、MO爲止之時間較長時。此時,因爲經過足夠之時間 ,多旋轉信號處於正常狀態,多旋轉信號Ml、M0之HI 及L Ο之區間比爲5 0 % : 5 0 %。 第5圖之(b)及(c),係至取得爲止之時間較短時 。於針對多旋轉檢測用感測器部1之電源供應前,來自比 • 較器之輸出處於不安定狀態。縮短至取得爲止之時間時, 依據電源供應前之比較器輸出爲HI或LO,所取得之多旋 轉信號Ml、MO之HI及LO的區間比不會成爲50% : 50% 。(b )係Ml、M0於電源供應前皆爲HI之狀態時,HI 及LO之區間比爲HI>LO,( c )係Ml、M0於電源供應前 皆爲LO之狀態時,HI及LO之區間比爲HI<LO » 所以,因爲信號之產生及消失位置偏離,故加算計數 及減算計數位置亦偏離。 β 然而,即使產生及消失位置偏離,(Μ1、Μ0)之1 旋轉,正旋轉時,爲1次連續之(HI、LO) — (HI、HI) — (LO、HI) — (LO、LO),逆旋轉時,爲4次連續之 (LO、LO ) 4(LO、HI) ->(HI、HI) j(HI、LO)的 狀態,故可對應旋轉而重複4個狀態並輸出,正旋轉時, Ml信號從LO變化成HI且M0信號爲LO時,實施加算計 數,逆旋轉時,Ml信號從HI變化成LO且M0信號爲LO 時,實施減算計數。亦即,1旋轉時執行一次加算計數或 減算計數而正常計數》以滿足該條件之時間設定電源供應 -19- 1360642 時間,可大幅降低消耗電流。 (電源切換時動作) 本實施例時,間歇動作驅動部15依據來自電源切換 部5之信號,於一定週期,以一定時間驅動多旋轉用之磁 場檢測元件(供應脈波狀電源)。如此,電源供應時間較 短時,多旋轉信號之產生及消失位置容易偏離。電源切換 時之處理動作,與第1實施例相同,由第1實施例之說明 所使用之第3圖之流程圖來表示,然而,此處,爲了進一 步提供理解,利用時序圖,針對多旋轉信號之產生及消失 位置偏離時之電源切換時的動作進行更詳細之說明β 第6圖係本實施例的動作時序圖,係電池電源供應時 之計數位置比主電源供應時更爲前進時之實例。 第6(a)圖係從主電源切換成電池電源時之時序圖, 係電源切換前之時刻t_i檢測到MlLast = LO、MOLast = LO ,電源切換後之時刻t + l時,檢測到MlNow = HI。此時實 施+1之補正。此外,第6(b)圖係從電池電源切換成主 電源時之時序圖,係電源切換前之時刻t_ i時,檢測到 MlLast = HI、MOLast = LO,電源切換後之時刻t+l時,檢測 到MlNow = LO。此時,實施-1之補正》其後,Ml從 LO 變化成HI之時點(t+l’ ),實施+1之計數。 第7圖與第6圖相反,係電池電源供應時之計數位置 比主電源供應時延遲時之實例。 第7(a)圖係從主電源切換成電池電源時之時序圖’ -20- 1360642 電源切換前之時刻…時,檢測到MlLast = HI、MOLast = LO ,電源切換後之時刻t + 1時,檢測到MlNow = LO。此時, 實施-1之補正。其後,於Ml從LO變化成HI之時點( t+T ),實施+1之計數。 此外,第7(b)圖係從電池電源切換成主電源時之時 序圖,電源切換前之時刻時,檢測到MlLast = LO、 MOLast = LO,電源切換後之時刻 t+1時,檢測到 MlNow = HI。此時,實施+1之補正。 此外,電池電源供應時之間歇驅動之週期及電源供應 時間,與多旋轉量可檢測之旋轉速度相關。週期決定1旋 轉份之抽樣數。多旋轉信號Ml、MO之關係(Ml、MO) ,爲 了辨識(HI、LO) 、(HI、HI) 、(LO、HI)、( LO、LO )之4個形態,設定成1旋轉最少4個抽樣的週 期。此外,因爲Ml、M0之HI及LO之區間比由電源供 應時間所決定,設定成可辨識多旋轉信號Ml、M0之關係 (M1、MO)2(HI、LO) 、(HI、HI) 、(LO、HI)、 (LO、LO )的4個形態之電源供應時間。上述之間歇驅 動週期及電源供應時間,可以參數之方式設定。 此外,利用計時器,很簡單即可從多旋轉信號之週期 計算旋轉速度,只要與該旋轉速度成比例來切換間歇驅動 週期,可以進一步實現降低消耗電力。此外,藉由電源供 應時間爲可變,對應多旋轉信號之比較器輸出特性,將電 源供應時間切換成最佳値,可進一步降低消耗電力。 如上所示’本實施例時,因爲電池電源供應時,利用 -21 - 1360642 間歇驅動對多旋轉檢測用感測器部實施電源供應,故可進 一步降低消耗電力。此外,因爲主電源及電池電源之切換 時,檢測切換前後之多旋轉信號,依據前後之多旋轉信號 的狀態來實施多旋轉量之補正,故即使因爲電池電源供應 時之間歇驅動而發生與主電源供應時之多旋轉信號之差異 ,只要在特定誤差内,亦可以消除多旋轉量之計數失誤, 針對馬達旋轉中之電源切換,亦可正確地檢測絕對値位置 資料。 _ 本發明,可以應用於用以檢測自動機、NC工作機械 等所使用之伺服馬達之旋轉位置的絕對値編碼器。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之第1實施例之絕對値編碼器裝置的 構成方塊圖。 第2圖係本發明之第1實施例之多旋轉信號及1旋轉 内絕對位置的關係圖。 第3圖係本發明之第1實施例之多旋轉量補正的動作 流程圖。 第4圖係本發明之第2實施例之絕對値編碼器裝置的 構成方塊圖。 第5圖係本發明之第2實施例之間歇驅動時之多旋轉 信號的動作波形圖 第6圖係本發明之第2實施例的動作時序圖,係電池 電源供應時之加算計數位置比主電源供應時更爲前進時之 -22- 1360642 實例。 第7圖係本發明之第2實施例的動作時序圖,係電池 電源供應時之加算計數位置比主電源供應時更爲延遲時之 實例。 第8圖係傳統多旋轉絕對編碼器裝置之方塊圖。 第9圖係傳統多旋轉絕對編碼器裝置之動作說明圖。 【主要元件符號說明】 1 :多旋轉檢測用感測器部 2 :驅動部 3 :主電源 4 :電池電源 5:電源切換部 6 : 1旋轉内位置檢測用感測器部 7 : AD變換器 8 : 1旋轉内位置計算部 9 :比較器 1〇:多旋轉量計算部 1 1 :絕對位置生成部 12:第1多旋轉量計算部 13:第2多旋轉量計算部 14:多旋轉量補正部 1 5 :間歇動作驅動部 2 1 :檢測部 -23- 1360642 22 :波形整形部 23 :多旋轉計數部 24 :主電源 25 :備用電源 26 :計數用信號記億部 28 :旋轉檢測部
-24-

Claims (1)

1360642 十、申請專利範圍 1. 一種絕對値編碼器裝置,係具備: 多旋轉檢測用感測器部,其係具備至少2個磁場檢測 元件,用以檢測旋轉體之多旋轉量; 驅動部,其係用以驅動前述磁場檢測元件; 1旋轉内位置檢測用感測器部,其係用以檢測前述旋 轉體之1旋轉内之位置; • 多旋轉量計算部,其係利用比較器將前述多旋轉檢測 用感測器部所輸出之2相多旋轉檢測信號變換成矩形波, 從被變換成該矩形波之多旋轉信號計算多旋轉量; 1旋轉内位置計算部,其係通過AD變換器取得前述 1旋轉内位置檢測用感測器部所輸出之1旋轉内位置檢測 信號並計算1旋轉内絕對位置; 電源切換部,其係用以切換主電源及電池電源,於主 電源切斷時,供應電池電源;以及 ® 絕對位置生成部,其係用以合成前述1旋轉内絕對位 置及前述多旋轉量而生成絕對位置之, 該絕對値編碼器裝置之特徵爲: 前述多旋轉量計算部具備: 第1多旋轉量計算部,其係主電源供應時,用以計算 多旋轉量; 第2多旋轉量計算部,其係電池電源供應時,用以計 算多旋轉量;以及 多旋轉量補正部,其係前述主電源供應及前述電池電 -25- 1360642 源供應之切換時,取得電源切換前及電源切換後之前述多 旋轉信號之狀態,實施電源切換後之多旋轉量之初始値之 補正。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之絕對値編碼器裝置 ,其中 前述驅動部,於電池電源供應時,對前述磁場檢測元 件供應一定週期之脈波狀電源。 3. 如申請專利範圍第2項所記載之絕對値編碼器裝置 ,其中 對應前述旋轉體之旋轉速度切換前述脈波狀電源之脈 波週期。 4. 如申請專利範圍第2項所記載之絕對値編碼器裝置 ,其中 前述脈波狀電源之脈波寬度,可對應電池電源供應時 之前述多旋轉信號之產生及消失特性來設定。 5. —種絕對値編碼器裝置之多旋轉檢測方法,係具備 多旋轉檢測用感測器部,其係具備至少2個磁場檢測 元件,用以檢測旋轉體之多旋轉量; 驅動部,其係用以驅動前述磁場檢測元件; 1旋轉内位置檢測用感測器部,其係用以檢測前述旋 轉體之1旋轉内之位置; 多旋轉量計算部,其係利用比較器將前述多旋轉檢測 用感測器部所輸出之2相多旋轉檢測信號變換成矩形波, -26- 1360642 從被變換成該矩形波之多旋轉信號計算多旋轉量: 1旋轉内位置計算部,其係通過AD變換器取得 1旋轉内位置檢測用感測器部所輸出之1旋轉内位置 信號並計算1旋轉内絕對位置; 電源切換部,其係用以切換主電源及電池電源, 電源切斷時,供應電池電源;以及 絕對位置生成部,其係用以合成前述1旋轉内絕 • 置及前述多旋轉量而生成絕對位置, 該絕對値編碼器裝置的多旋轉檢測方法之特徵爲 前述多旋轉量計算部具備: 第1多旋轉量計算部,其係主電源供應時,用以 多旋轉量;及 第2多旋轉量計算部,其係電池電源供應時,用 算多旋轉量;且 以前述第1多旋轉量計算部計算主電源供應時之 ® 轉量,以前述第2多旋轉量計算部計算電池電源供應 多旋轉量,主電源供應及電池電源供應之切換時,取 源切換前及電源切換後之前述多旋轉信號的狀態,實 源切換後之多旋轉量之初始値的補正。 前述 檢測 於主 對位 計算 以計 多旋 時之 得電 施電 -27 1360642 七 表 為代 圖件 表元 代之 定圖 指表 :案代 圓本本 表、、 代} } 定一二 指c C 第 符 明 囷說 }單 1簡 C號 多旋轉檢測用感測器部 驅動部 主電源 電池電源 電源切換部 1旋轉内位置檢測用感測器部 AD變換器 1旋轉内位置計算部 比較器 八 2 3 4 5 6 7 8 9 : 10 11 12 13 14 多旋轉量計算部 絕對位置生成部 第1多旋轉量計算部 第2多旋轉量計算部 本案 ··多旋轉量補正部 式f若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學
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