WO2024009514A1 - 位置検出システム、アクチュエータおよび位置検出方法 - Google Patents

位置検出システム、アクチュエータおよび位置検出方法 Download PDF

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泰地 田口
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ファナック株式会社
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    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a position detection system, an actuator, and a position detection method.
  • the actuator includes a servo motor and a speed reducer that are connected to each other.
  • a primary encoder is connected to the motor shaft of the servo motor, and detects the absolute position within one rotation of the motor shaft and the total number of rotations of the motor shaft.
  • a secondary encoder is connected to the output shaft of the reducer, and detects the absolute position within one rotation of the output shaft and the total number of rotations of the output shaft (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-113932 (see official bulletin). Information detected by each encoder is stored in memory.
  • the reduction ratio of the reducer is set to 1/n (n is a non-integer), and the value of the "judgment standard" is calculated from the position of the secondary encoder.
  • a method has been proposed for determining ⁇ 1 rotation of the secondary encoder from the result of determining whether the position of the primary encoder is positive or negative.
  • the device includes a primary encoder that detects a position of a motor shaft of a motor, a secondary encoder that detects a position of an output shaft of a reduction gear coupled to the motor, and a calculation unit.
  • the reduction ratio of the reduction gear is 1/n, where n is a non-integer
  • the calculation unit calculates the speed reduction ratio of the primary encoder within one rotation of the rotor based on the absolute position within one rotation of the secondary encoder.
  • a plurality of position calculation values related to the absolute position are calculated, and the calculation unit calculates the position value based on the position actual value related to the absolute position within one rotation of the rotor detected by the primary encoder and the plurality of position calculation values.
  • a position detection system is provided that calculates the total number of rotations of a secondary encoder.
  • the device includes a primary encoder that detects a position of a motor shaft of a motor, a secondary encoder that detects a position of an output shaft of a reduction gear coupled to the motor, and a calculation determination unit.
  • the calculation determination unit calculates a position calculation value regarding the absolute position within one rotation of the motor shaft based on the absolute position within one rotation of the output shaft detected by the secondary encoder, and the calculation determination unit furthermore, if the absolute value of the deviation between the actual position value and the calculated position value regarding the absolute position within one rotation of the motor shaft detected by the primary encoder is equal to or greater than a predetermined value, A position detection system is provided that determines that there is an abnormality in the position of at least one of an encoder and the secondary encoder.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a position detection system according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a first flowchart showing the operation of the position detection system shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the position of the output shaft and the position of the input shaft.
  • FIG. 7 is another diagram showing the relationship between the position of the output shaft and the position of the input shaft. It is a second flowchart showing the operation of the position detection system based on the second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a position detection system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the position detection system 5 is installed in a machine 3 having a shaft, for example a robot 3.
  • the case where the position detection system 5 is built into the robot 3 will be described below, but the same applies to the case where the position detection system 5 is built into another machine 3 having a shaft, such as a machine tool.
  • the actuator 6 arranged on the link 1 includes a motor 10 coupled to each other, for example a servo motor, and a reducer 20 coupled to a motor shaft 13 of the motor 10.
  • Motor 10 includes a rotor 12 that rotates integrally with a motor shaft 13 and a stator 11 that is arranged to surround rotor 12.
  • the tip of the output shaft 23 of the speed reducer 20 is connected to the link 2. Therefore, the actuator 6 including the motor 10 and the speed reducer 20 controls the positioning of the link 2 by rotating it relative to the link 1 within a predetermined operating range.
  • the motor shaft 13 is, for example, a hollow shaft, and a primary encoder 15 equipped with a rotating disk 15A is attached to the rear end thereof.
  • the primary encoder 15 is, for example, an incremental encoder, and outputs A-phase, B-phase, and Z-phase signals.
  • the output signal is detected by the detection unit 16, and the absolute position ⁇ p within one rotation of the motor shaft 13 and the total number of rotations are detected using a known method.
  • the detected information is stored in a memory 7, for example a volatile memory.
  • the output shaft 23 extends toward the motor 10 through the hollow motor shaft 13, and a secondary encoder 25 equipped with a rotating disk 25A is attached to the rear end of the output shaft 23.
  • the secondary encoder 25 is, for example, an incremental encoder, and outputs A-phase, B-phase, and Z-phase signals.
  • the output signal is detected by the detection unit 26, and the absolute position ⁇ s within one rotation of the output shaft 23 and the total number of rotations i are detected using a known method.
  • the detected information is stored in a memory 7, for example a volatile memory.
  • the information stored in the memory 7 is stored for a certain period of time by a battery 8, such as a button battery or a capacitor.
  • the position detection system 5 shown in FIG. 1 includes a common memory 7 and a common battery 8 for the primary encoder 15 and the secondary encoder 25.
  • the primary encoder 15 and the secondary encoder 25 may each have separate memories and batteries.
  • the information stored in the memory 7 is supplied to the controller 9.
  • the controller 9 may be a control device that controls the machine 3 or an LSI mounted on the encoders 15 and 25.
  • the controller 9 drives and controls the motor 10 based on the supplied information, and performs a positioning operation to position the link 2 at a target position with respect to the link 1.
  • a built-in brake 50 provided on the outer surface of the motor shaft 13 is activated in response to an instruction from the controller 9 to brake the motor shaft 13.
  • the controller 9 also serves to energize the primary encoder 15 and the secondary encoder 25 when the machine 3 is in operation.
  • the controller 9 calculates a plurality of position calculation values regarding the absolute position within one rotation of the motor shaft 13 in the primary encoder 13 based on the absolute position within one rotation of the secondary encoder 25, and also calculates the position values detected by the primary encoder 15. It serves as a calculation unit that calculates the total number of rotations of the secondary encoder 25 based on the actual position value and a plurality of calculated position values regarding the absolute position within one rotation of the motor shaft 13.
  • the controller 9 calculates a position calculation value regarding the absolute position within one rotation of the motor shaft 13 based on the absolute position within one rotation of the output shaft 23 detected by the secondary encoder 25, and If the absolute value of the deviation between the actual position value and the calculated position value regarding the detected absolute position within one revolution of the motor shaft 13 is greater than or equal to a predetermined value, at least one of the primary encoder 15 and the secondary encoder 25 is It serves as a calculation determination unit that determines that there is an abnormality in one position.
  • FIG. 2 is a first flowchart showing the operation of the position detection system shown in FIG. 1. It is assumed that the contents of the program shown in FIG. 2 are stored in a storage section (not shown) in the controller 9 or in the memory 7. It is assumed that the contents shown in FIG. 2 are appropriately implemented when the motor 10 is driven.
  • step S11 the secondary encoder 25 detects the absolute position ⁇ s of the output shaft 23 within one rotation.
  • step S12 the controller 9 uses the detected absolute position ⁇ s to calculate a position calculation value ⁇ p*(i) regarding the absolute position within one rotation of the primary encoder 15 based on the following equation (1).
  • ⁇ p*(i) MOD[ ⁇ ( ⁇ s ⁇ ( ⁇ +1/ ⁇ )+(360/ ⁇ ) ⁇ (i-1)) ⁇ 360] ⁇ 360
  • MOD[] means a function that calculates the remainder of division.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the position of the output shaft and the position of the input shaft.
  • the horizontal axis indicates the position of the output shaft 23 of the reducer 20, and the vertical axis indicates the position of the input shaft.
  • “Input shaft position” means the position of the input shaft input to the secondary encoder 25.
  • the secondary encoder 25 is connected downstream of the primary encoder 15, so the "position of the input shaft” can also be referred to as the position of the rotating disk 15A of the primary encoder 15 or the position of the motor shaft 13.
  • both the horizontal axis and the vertical axis are shown in degrees.
  • FIG. 3 three lines L1, L2, and L3 are shown.
  • the number of these lines L1, L2, L3 is equal to the value of ⁇ mentioned above.
  • a solid line L1 indicates the position of the input shaft when the output shaft 23 makes the first rotation.
  • a broken line L2 indicates the position of the input shaft when the output shaft 23 rotates for the second time.
  • a dashed line L3 indicates the position of the input shaft when the output shaft 23 rotates for the third time.
  • the position detection system 5 in the first embodiment can detect up to the ⁇ -th point of the output shaft 23. Further, the position of the output shaft 23 is different between the first rotation and the second rotation. In the first embodiment, the total number of rotations of the output shaft 23 is obtained using the difference between the position of the first rotation and the position of the second rotation.
  • ⁇ 3
  • ⁇ p*(i) are values on the vertical axis corresponding to the intersections between the absolute position ⁇ s of the output shaft 23 and the three lines L1, L2, and L3.
  • the absolute values of deviation ⁇ d(1) (
  • ), ⁇ d(2)(
  • ), ⁇ d(3)(
  • ) is indicated by an arrow.
  • step S14 the controller 9 selects the minimum value Min ⁇ d(i) from a plurality of absolute values, ⁇ d(1), ⁇ d(2), and ⁇ d(3) in FIG.
  • ⁇ d(2) ⁇ d(1) ⁇ d(3) so ⁇ d(2) corresponds to the minimum value Min ⁇ d(i).
  • step S15 the controller 9 compares the selected minimum value Min ⁇ d(i) and the first error determination value ⁇ j1. It is assumed that the first error determination value ⁇ j1 is calculated in advance based on the following equation (2).
  • ⁇ j1 360/ ⁇ n ⁇ sa_max ⁇ pa_max ⁇ nois_max
  • ⁇ sa indicates the detection accuracy determined according to the characteristics of the secondary encoder 25
  • ⁇ sa_max is the value when the detection accuracy is the lowest.
  • ⁇ pa indicates the detection accuracy determined according to the characteristics of the primary encoder 15, and ⁇ pa_max is the value when the detection accuracy becomes the lowest.
  • ⁇ nois indicates the width of disturbance of the position detection system 5, and ⁇ nois_max is its maximum value.
  • step S15 If it is determined in step S15 that the minimum value Min ⁇ d(i) is not larger than the first error determination value ⁇ j1, it is determined that there is no problem and the process proceeds to step S19. Then, in step S19, the minimum value Min ⁇ d(i) and the second error determination value ⁇ j2 are compared.
  • step S21 it is determined that there is an abnormality in the position of at least one of the primary encoder 15 and the secondary encoder 25. Then, the controller 9 detects a detection error and stops the operation of the motor 10. Further, at this time, a message to that effect may be displayed on a display section (not shown), for example, on the screen of a teaching control panel.
  • step S19 if it is determined in step S19 that the minimum value Min ⁇ d(i) is smaller than the second error determination value ⁇ j2, the process advances to step S20.
  • step S20 the controller 9 calculates the total number of rotations of the secondary encoder 25 based on the minimum value Min ⁇ d(i).
  • ⁇ d(2) is the minimum value Min ⁇ d(i), so it can be seen that the total number of rotations i is two.
  • the process of obtaining the total number of rotations of the secondary encoder 25 in the first embodiment of the present disclosure does not require an additional battery. Therefore, in the first embodiment of the present disclosure, even if the output shaft 23 rotates twice or more, the position detection system 5 can be used without requiring an additional battery. In other words, even if the encoders 15 and 25 are moved in a situation where the controller 9 does not supply power to the encoders 15 and 25, the position detection system 5 in the first embodiment obtains the total number of rotations of the output shaft 23. Can be done.
  • step S15 if it is determined in step S15 that the minimum value Min ⁇ d(i) is larger than the first error determination value ⁇ j1, the process advances to step S16.
  • FIG. 4 is another diagram similar to FIG. 3 showing the relationship between the position of the output shaft and the position of the input shaft.
  • the case where it is determined that the minimum value Min ⁇ d(i) is larger than the first error determination value ⁇ j1 as in step S15 is a situation such as the example shown in FIG. 4, for example.
  • the minimum value Min ⁇ d(i) should be ⁇ d(1), and it is clearly an error to set ⁇ d(3) as the minimum value Min ⁇ d(i).
  • the controller 9 corrects the position jump of the absolute value of the deviation ⁇ d(i) obtained in step S13. .
  • 360-360(i-1)/ ⁇ -n ⁇ sa- ⁇ pa- ⁇ nois Formula (4)
  • ⁇ d(1), ⁇ d(2), and ⁇ d(3) are corrected as shown in equations (5) to (7) below.
  • ⁇ d(1)
  • 360 ⁇ n ⁇ sa ⁇ pa ⁇ nois
  • step S17 the controller 9 selects the minimum value Min ⁇ d(i) from the plurality of absolute values ⁇ d(i) corrected in this way.
  • the minimum value Min ⁇ d(i) is the corrected absolute value ⁇ d(1).
  • the correct minimum value Min ⁇ d(i) (in FIG. 4, the corrected absolute value ⁇ d(1)) is selected.
  • step S18 the correct minimum value Min ⁇ d(i) after correction is set again to the minimum value Min ⁇ d(i). Then, the process proceeds to step S20, and the total number of rotations of the secondary encoder 25 is calculated in accordance with the new minimum value Min ⁇ d(i) in the same manner as described above.
  • ⁇ d(1) is the minimum value Min ⁇ d(i), so it can be seen that the total number of rotations i is one.
  • FIG. 5 is a second flowchart showing the operation of the position detection system based on the second embodiment. It is assumed that the contents of the program shown in FIG. 5 are stored in a storage section (not shown) in the controller 9 or in the memory 7. It is assumed that the contents shown in FIG. 5 are appropriately implemented when the motor 10 is driven.
  • the reduction ratio n of the reduction gear 20 in the second embodiment is not limited to the one described above. That is, the reduction ratio n in this case may be 1/ ⁇ ( ⁇ is a positive number greater than 1). Further, when an additional reducer (not shown) is arranged between the output shaft 23 and the secondary encoder 25 and the overall reduction ratio of the reducer 20 and the additional reducer is 1/ ⁇ ', the second encoder ( ⁇ ' is a positive number greater than 1).
  • step S33 the controller 9 calculates the absolute value ⁇ pd of the deviation between the detected position value ⁇ s of the primary encoder 15 and the calculated position value ⁇ p* based on the following equation (9).
  • ⁇ pd
  • step S34 the controller 9 determines whether the absolute value ⁇ pd of the deviation is larger than the third error determination value ⁇ j3.
  • the absolute value ⁇ pd of the deviation indicates the deviation in the detection position between the primary encoder 15 and the secondary encoder 25. In an ideal state without backlash of the reducer 20 and various detection errors, the absolute value ⁇ pd of the deviation is zero. Therefore, the third error determination value ⁇ j3 is a value larger than zero predetermined by the operator.
  • step S34 If it is determined in step S34 that the absolute value ⁇ pd of the deviation is larger than the third error determination value ⁇ j3, it is determined that the relative position between the primary encoder 15 and the secondary encoder 25 is not normal (step S35). In this case, the controller 9 determines that there is an abnormality in the set positions of the primary encoder 15 and/or the secondary encoder 25, and stops the operation of the motor 10. At this time, a message to that effect may be displayed on a display unit (not shown), for example, on the screen of a teaching control panel.
  • step S34 if it is determined in step S34 that the absolute value ⁇ pd of the deviation is not larger than the third error determination value ⁇ j3, it is determined that the relative position between the primary encoder 15 and the secondary encoder 25 is normal. (step S36), and the process ends.
  • the process of determining whether there is an abnormality in the relative position between the primary encoder 15 and the secondary encoder 25 in the second embodiment of the present disclosure does not require an additional battery. Therefore, in the second embodiment, an abnormality in the position of the primary encoder 15 and/or the secondary encoder 25 can be easily detected without requiring an additional battery.
  • the computer program for executing the processing of the controller 9 as the calculation unit and the calculation determination unit is provided in a form recorded on a computer-readable recording medium such as a semiconductor memory, a magnetic recording medium, or an optical recording medium. Good too.
  • a primary encoder that detects the position of a motor shaft of a motor
  • a secondary encoder that detects a position of an output shaft of a reduction gear coupled to the motor
  • a calculation unit calculates the rotation of the motor shaft in the primary encoder based on the absolute position within one rotation of the secondary encoder.
  • a position detection system that calculates the total number of rotations of the secondary encoder.
  • the calculation unit calculates the total number of rotations of the secondary encoder based on the absolute value of the deviation between the actual position value and the plurality of calculated position values. calculate.
  • the minimum value of the absolute values of the deviation between the actual position value and the plurality of calculated position values is a predetermined first error determination value.
  • the calculation unit calculates the minimum value after correcting the plurality of position calculation values.
  • the minimum value of the absolute values of the deviation between the actual position value and the plurality of calculated position values is the first value. If the error determination value is not smaller than a predetermined second error determination value that is smaller than the error determination value, the calculation unit calculates the total number of rotations of the secondary encoder.
  • a motor a reduction gear coupled to the motor, a primary encoder that detects a position of a motor shaft of the motor, a secondary encoder that detects a position of an output shaft of the reduction gear; a calculation unit, the reduction ratio of the reduction gear is 1/n, where n is a non-integer, and the calculation unit is configured to calculate the reduction ratio of the reduction gear in the primary encoder based on the absolute position within one rotation of the secondary encoder.
  • a plurality of position calculation values regarding the absolute position within one revolution of the motor shaft are calculated, and the calculation unit calculates the position actual value regarding the absolute position within one revolution of the motor shaft detected by the primary encoder and the plurality of positions.
  • An actuator is provided that calculates the total number of rotations of the secondary encoder based on the calculated value.
  • the calculation unit calculates the total number of rotations of the secondary encoder based on the absolute value of the deviation between the actual position value and the plurality of calculated position values. calculate.
  • the minimum value of the absolute values of the deviation between the actual position value and the plurality of calculated position values is a predetermined first error determination value. If it is larger than , the calculation unit calculates the minimum value after correcting the plurality of position calculation values.
  • the minimum value of the absolute values of the deviation between the actual position value and the plurality of calculated position values is the first value. If the error determination value is not smaller than a predetermined second error determination value that is smaller than the error determination value, the calculation unit calculates the total number of rotations of the secondary encoder.
  • a position detection method for a position detection system comprising a primary encoder that detects the position of a motor shaft of a motor, and a secondary encoder that detects the position of an output shaft of a reducer coupled to the motor.
  • the reduction ratio of the speed reducer is 1/n, where n is a non-integer, and the speed reduction ratio is related to the absolute position within one revolution of the motor shaft in the primary encoder based on the absolute position within one revolution of the secondary encoder. calculating a plurality of position calculation values, and determining the total number of rotations of the secondary encoder based on the position actual value regarding the absolute position within one revolution of the motor shaft detected by the primary encoder and the plurality of position calculation values; A position detection method is provided. According to a tenth aspect, in the ninth aspect, the total number of rotations of the secondary encoder is calculated based on the absolute value of the deviation between the actual position value and the plurality of calculated position values.
  • the minimum value of the absolute values of the deviation between the actual position value and the plurality of calculated position values is a predetermined first error determination value. If it is larger than , the calculation unit calculates the minimum value after correcting the plurality of position calculation values.
  • the minimum value of the absolute values of the deviation between the actual position value and the plurality of calculated position values is the first value. The total number of rotations of the secondary encoder is calculated when the error determination value is smaller than the error determination value but not smaller than a predetermined second error determination value.
  • the system includes a primary encoder that detects a position of a motor shaft of a motor, a secondary encoder that detects a position of an output shaft of a reducer coupled to the motor, and a calculation determination section,
  • the calculation determination unit calculates a position calculation value regarding the absolute position within one revolution of the motor shaft based on the absolute position within one revolution of the output shaft detected by the secondary encoder, and the calculation determination unit: Furthermore, if the absolute value of the deviation between the actual position value regarding the absolute position within one revolution of the motor shaft detected by the primary encoder and the calculated position value is greater than or equal to a predetermined value, the primary encoder and A position detection system is provided that determines that there is an abnormality in the position of at least one of the secondary encoders.
  • a motor a reduction gear coupled to the motor, a primary encoder that detects the position of a motor shaft of the motor, a secondary encoder that detects the position of an output shaft of the reduction gear; a calculation determination unit, the calculation determination unit calculates a position calculation value regarding the absolute position within one rotation of the motor shaft based on the absolute position within one rotation of the output shaft detected by the secondary encoder. and the calculation determination unit further determines that the absolute value of the deviation between the actual position value and the calculated position value regarding the absolute position within one rotation of the motor shaft detected by the primary encoder is equal to or greater than a predetermined value.
  • a position detection system includes a primary encoder that detects a position of a motor shaft of a motor, and a secondary encoder that detects a position of an output shaft of a reducer coupled to the motor.
  • a position calculation value regarding the absolute position within one revolution of the motor shaft is calculated based on the absolute position within one revolution of the output shaft detected by the secondary encoder; If the absolute value of the deviation between the actual position value and the calculated position value regarding the absolute position within one rotation of the motor shaft is greater than or equal to a predetermined value, the position of at least one of the primary encoder and the secondary encoder A position detection method is provided for determining that there is an abnormality.

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Abstract

位置検出システム（５）は、モータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダ（１５）と、減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダ（２５）と、算出部（９）とを含む。前記減速機の減速比は１／ｎであり、ｎは非整数である。前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの一回転内位置に基づいて前記モータ軸の一回転内位置に関する複数の位置算出値を算出し、前記ロータの一回転内位置に関する位置実際値と前記複数の位置算出値とに基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する。

Description

位置検出システム、アクチュエータおよび位置検出方法
　本開示は、位置検出システム、アクチュエータおよび位置検出方法に関する。
　アクチュエータは、互いに連結されたサーボモータおよび減速機を含んでいる。サーボモータのモータ軸には、プライマリエンコーダが連結されていて、モータ軸の一回転内のアブソリュート位置と、モータ軸の総回転回数とを検出している。同様に、減速機の出力軸には、セカンダリエンコーダが連結されていて、出力軸の一回転内のアブソリュート位置と、出力軸の総回転回数とを検出している（例えば特開2007-113932号公報参照）。各エンコーダにより検出された情報はメモリに保存される。
　さらに、特開2006-300596号公報には、減速機の減速比を１／ｎとし(ｎは非整数）とし、セカンダリエンコーダの位置から「判定基準」の値を算出し、判定基準の値とプライマリエンコーダの位置の正負の判別結果から、セカンダリエンコーダの±１回転を判定する方法が提案されている。
特開2007-113932号公報 特開2006-300596号公報
　しかしながら、特開2006-300596号公報の方法では、出力軸が２回転以上するときにはバッテリレスのアブソリュートエンコーダとすることができない。
　よって、出力軸が２回転以上する場合であっても、追加のバッテリを必要とすることなしに、使用することのできる位置検出システムが望まれている。
　本開示の１番目の態様によれば、モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、前記モータに結合された減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、算出部とを具備し、前記減速機の減速比は１／ｎであり、ｎは非整数であり、前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの一回転内のアブソリュート位置に基づいて前記プライマリエンコーダにおける前記ロータの一回転内のアブソリュート位置に関する複数の位置算出値を算出し、前記算出部は、前記プライマリエンコーダにより検出された前記ロータの一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記複数の位置算出値とに基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、位置検出システムが提供される。
　本開示の他の態様によれば、モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、前記モータに結合される減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、算出判定部とを具備し、該算出判定部は、前記セカンダリエンコーダにより検出された前記出力軸の一回転内のアブソリュート位置に基づいて、前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値を算出し、前記算出判定部は、さらに、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記位置算出値との間の偏差の絶対値が所定値以上である場合には、前記プライマリエンコーダおよび前記セカンダリエンコーダのうちの少なくとも一方の位置に異常があると判定する、位置検出システムが提供される。
　本開示の目的、特徴及び利点は、添付図面に関連した以下の実施形態の説明により一層明らかになろう。
本開示の第一の実施形態に基づく位置検出システムの略側面図である。 図１に示される位置検出システムの動作を示す第一のフローチャートである。 出力軸の位置と入力軸の位置との間の関係を示す図である。 出力軸の位置と入力軸の位置との間の関係を示す他の図である。 第二の実施形態に基づく位置検出システムの動作を示す第二のフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して本開示の実施の形態を説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
　図１は本開示の第一の実施形態に基づく位置検出システムの略側面図である。位置検出システム５は、軸部を有する機械３、例えばロボット３に組み込まれている。以下、位置検出システム５がロボット３に組み込まれている場合について説明するが、位置検出システム５が軸部を有する他の機械３、例えば工作機械に組み込まれている場合についても同様である。
　図１においては、リンク１に配置されたアクチュエータ６は、互いに連結されたモータ１０、例えばサーボモータおよび、モータ１０のモータ軸１３に結合された減速機２０を含んでいる。モータ１０は、モータ軸１３と一体的に回転するロータ１２と、ロータ１２を取り囲むように配置されるステータ１１とを含む。減速機２０の出力軸２３の先端は、リンク２に連結されている。従って、モータ１０および減速機２０からなるアクチュエータ６は、リンク２をリンク１に対して所定の動作範囲内で相対的に回転させて位置決め制御する。減速機２０の減速比ｎは正の非整数、例えばｎ＝α＋１／βであるものとする（α、βは１より大きい正数）。
　モータ軸１３は例えば中空軸であり、その後端部には、回転ディスク１５Ａを備えたプライマリエンコーダ１５が取付けられている。プライマリエンコーダ１５は、例えばインクリメンタルエンコーダであり、Ａ相、Ｂ相およびＺ相信号を出力する。出力された信号は検出部１６により検出され、公知の手法で、モータ軸１３の一回転内のアブソリュート位置θｐおよび総回転回数を検出する。検出された情報はメモリ７、例えば揮発性メモリに保存される。
　出力軸２３は中空のモータ軸１３を通ってモータ１０側に延びており、出力軸２３の後端部には、回転ディスク２５Ａを備えたセカンダリエンコーダ２５が取付けられている。セカンダリエンコーダ２５は、例えばインクリメンタルエンコーダであり、Ａ相、Ｂ相およびＺ相信号を出力する。出力された信号は検出部２６により検出され、公知の手法で、出力軸２３の一回転内のアブソリュート位置θｓおよび総回転回数ｉを検出する。検出された情報はメモリ７、例えば揮発性メモリに保存される。
　メモリ７に保存された情報はバッテリ８、例えばボタン電池またはキャパシタにより一定期間保存されるようになっている。図１に示される位置検出システム５は、プライマリエンコーダ１５およびセカンダリエンコーダ２５について共通のメモリ７および共通のバッテリ８を含んでいる。しかしながら、プライマリエンコーダ１５およびセカンダリエンコーダ２５がそれぞれ別個のメモリおよびバッテリを有する構成であってもよい。
　メモリ７に保存された情報は、コントローラ９に供給される。コントローラ９は機械３を制御する制御装置、またはエンコーダ１５、２５に搭載されるＬＳＩであってもよい。コントローラ９は、供給された情報に基づいて、モータ１０を駆動制御し、リンク２をリンク１に対して目標位置に位置決めする位置決め動作を行う。さらに、モータ軸１３の外面側に備えられた内蔵ブレーキ５０は、コントローラ９の指示に応じて起動し、モータ軸１３を制動する。さらに、コントローラ９は、機械３の動作時には、プライマリエンコーダ１５およびセカンダリエンコーダ２５に通電する役目も果たしている。
　また、コントローラ９は、セカンダリエンコーダ２５の一回転内のアブソリュート位置に基づいてプライマリエンコーダ１３におけるモータ軸１３の一回転内のアブソリュート位置に関する複数の位置算出値を算出すると共に、プライマリエンコーダ１５により検出されたモータ軸１３の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と複数の位置算出値とに基づいて、セカンダリエンコーダ２５の総回転回数を算出する算出部としての役目を果たす。
　さらに、コントローラ９は、セカンダリエンコーダ２５により検出された出力軸２３の一回転内のアブソリュート位置に基づいて、モータ軸１３の一回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値を算出すると共に、プライマリエンコーダ１５により検出されたモータ軸１３の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と位置算出値との間の偏差の絶対値が所定値以上である場合には、プライマリエンコーダ１５およびセカンダリエンコーダ２５のうちの少なくとも一方の位置に異常があると判定する算出判定部としての役目を果たす。
　図２は図１に示される位置検出システムの動作を示す第一のフローチャートである。図２に示されるプログラムの内容は、コントローラ９内の記憶部（図示しない）またはメモリ７内に記憶されているものとする。図２に示される内容は、モータ１０の駆動時に適宜実施されるものとする。
　はじめに、ステップＳ１１において、セカンダリエンコーダ２５が、出力軸２３の１回転内のアブソリュート位置θｓを検出する。次いで、ステップＳ１２においては、コントローラ９が、検出されたアブソリュート位置θｓを用いて、下記の式（１）に基づいて、プライマリエンコーダ１５の１回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値θｐ＊（ｉ）を算出する（ｉはβ以下の正数）。
　　θｐ＊（ｉ）＝ＭＯＤ［｛（θｓ×（α＋１／β）＋（３６０／β）×（ｉ－１））｝÷３６０］×３６０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式（１）
　なお、「ＭＯＤ[]」は、割り算の余りを算出する関数を意味する。
　ここで、図３は、出力軸の位置と入力軸の位置との間の関係を示す図である。図３においては、横軸は減速機２０の出力軸２３の位置を示しており、縦軸は入力軸の位置を示している。「入力軸の位置」は、セカンダリエンコーダ２５に対して入力する入力軸の位置を意味する。本願明細書においてセカンダリエンコーダ２５はプライマリエンコーダ１５の下流に連結されているので、「入力軸の位置」は、プライマリエンコーダ１５の回転ディスク１５Ａの位置またはモータ軸１３の位置とも言い換えることができる。なお、図３においては、横軸および縦軸の両方は度数法で示すものとする。また、前述したように減速機２０の減速比ｎは、ｎ＝α＋１／βであり（α、βは１より大きい正数）、図３に示される例においては、α＝２、β＝３であるものとする。
　図３においては、三つの線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が示されている。これら線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の数は前述したβの値に等しい。実線Ｌ１は出力軸２３が１回転目のときの入力軸の位置を示す。破線Ｌ２は出力軸２３が２回転目のときの入力軸の位置を示す。一点鎖線Ｌ３は出力軸２３が３回転目のときの入力軸の位置を示す。
　図３から分かるように、第一の実施形態における位置検出システム５は、出力軸２３のβ回点目まで検出することができる。また、出力軸２３の位置は、その１回転目と２回転目とで異なる。第一の実施形態においては、１回転目の位置と２回転目の位置との間の差を利用して出力軸２３の総回転回数を取得するものである。
　図３に示される例においてはβ＝３であるので、図３の縦軸には、θｐ＊（１）、θｐ＊（２）、θｐ＊（３）が示されている。これらθｐ＊（ｉ）は、出力軸２３のアブソリュート位置θｓと、三つの線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３との間の交点に対応する縦軸の値である。
　ステップＳ１３においては、コントローラ９は、プライマリエンコーダ１５が検出したモータ軸１３の１回転内のアブソリュート位置に関する位置検出値θｐを取得する。そして、コントローラ９は、位置検出値θｐと複数の位置算出値θｐ＊（ｉ）との間の複数の偏差の絶対値θｄ（ｉ）（＝｜θｐ－θｐ＊（ｉ）｜)を算出する。図３においては、偏差の絶対値θｄ（１）（＝｜θｐ－θｐ＊（１）｜)、θｄ（２）（＝｜θｐ－θｐ＊（２）｜)、θｄ（３）（＝｜θｐ－θｐ＊（３）｜)が矢印で示されている。
　次いで、ステップＳ１４においては、コントローラ９は、複数の絶対値、図３においてはθｄ（１）、θｄ（２）、θｄ（３）から、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）を選択する。図３に示される例においては、θｄ（２）＜θｄ（１）＜θｄ（３）であるので、θｄ（２）が最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）に相当する。
　そして、ステップＳ１５においては、コントローラ９は、選択した最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）と第一エラー判定値θｊ１とを比較する。第一エラー判定値θｊ１は、下記の式（２）に基づいて、事前に算出されるものとする。
　　θｊ１＝３６０／β－ｎ・θｓａ＿ｍａｘ－θｐａ＿ｍａｘ－θｎｏｉｓ＿ｍａｘ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式（２）
　ここで、θｓａは、セカンダリエンコーダ２５の特性に応じて定まる検出精度を示しており、θｓａ＿ｍａｘは検出精度が最も低くなるときの値である。θｐａは、プライマリエンコーダ１５の特性に応じて定まる検出精度を示しており、θｐａ＿ｍａｘは検出精度が最も低くなるときの値である。さらに、θｎｏｉｓは、位置検出システム５の外乱の幅を示しており、θｎｏｉｓ＿ｍａｘはその最大値である。
　ステップＳ１５において、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）が第一エラー判定値θｊ１より大きくないと判定された場合には、問題なしと判断されて、ステップＳ１９に進む。そして、ステップＳ１９においては、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）と第二エラー判定値θｊ２とを比較する。第二エラー判定値θｊ２は、下記の式（３）に基づいて、事前に算出するものとする。
　　θｊ２≧θｊ１－３６０＝ｎ・θｓａ＿ｍａｘ＋θｐａ＿ｍａｘ＋θｎｏｉｓ＿ｍａｘ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式（３）
　式（３）から分かるように、第二エラー判定値θｊ２は第一エラー判定値θｊ１よりも小さい。
　そして、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）が第二エラー判定値θｊ２より小さくないと判定された場合には、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１においては、プライマリエンコーダ１５およびセカンダリエンコーダ２５のうちの少なくとも一方の位置に異常があると判定される。そして、コントローラ９は検出ミスとして、モータ１０の動作を停止させる。また、このとき、図示しない表示部、例えば教示制御盤の画面にその旨を表示してもよい。
　これに対し、ステップＳ１９において、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）が第二エラー判定値θｊ２より小さいと判定された場合には、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０においては、コントローラ９は、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）に基づいて、セカンダリエンコーダ２５の総回転回数を算出する。図３に示される例においては、θｄ（２）が、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）であるので、総回転回数ｉは２回であることが分かる。
　このように、本開示の第一の実施形態におけるセカンダリエンコーダ２５の総回転回数を取得するプロセスは、追加のバッテリを必要としない。従って、本開示の第一の実施形態においては、出力軸２３が２回転以上する場合であっても、追加のバッテリを必要とすることなしに、位置検出システム５を使用することができる。言い換えれば、コントローラ９がエンコーダ１５、２５に電力を供給しない状況でエンコーダ１５、２５が動かされたとしても、第一の実施形態における位置検出システム５は出力軸２３の総回転回数を取得することができる。
　ところで、ステップＳ１５において、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）が第一エラー判定値θｊ１より大きいと判定された場合には、ステップＳ１６に進む。図４は、図３と同様な、出力軸の位置と入力軸の位置との間の関係を示す他の図である。ステップＳ１５のように最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）が第一エラー判定値θｊ１より大きいと判定される場合とは、例えば図４に示される例のような状況である。
　図４においては、出力軸２３の１回転内のアブソリュート位置θｓが、図３とは、異なる位置に在る。図４に示される例にける偏差の絶対値θｄ（１）（＝｜θｐ－θｐ＊（１）｜)、θｄ（２）（＝｜θｐ－θｐ＊（２）｜)、θｄ（３）（＝｜θｐ－θｐ＊（３）｜)を比較すると、θｄ（３）＜θｄ（２）＜θｄ（１）である。
　図４においては、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）は、θｄ（１）であるべきであり、θｄ（３）を最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）として設定するのは明らかに誤りである。しかしながら、プライマリエンコーダ１５に関するモータ軸１３の位置が０°近傍（３６０°近傍）にあるので、上記のような判定を行うことが困難である。このため、プライマリエンコーダ１５に関するモータ軸１３の位置が０°近傍にある場合を想定し、ステップＳ１６においては、コントローラ９は、ステップＳ１３で取得した偏差θｄ（ｉ）の絶対値を位置飛び補正する。
　位置飛び補正に使用される式（４）は下記の通りである。
　　θｄ（ｉ）＝｜θｐ－θｐ＊（ｉ）｜＝３６０－３６０（ｉ－１）／β－ｎθｓａ－θｐａ－θｎｏｉｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式（４）
　これにより、θｄ（１）、θｄ（２）、θｄ（３）は下記の式（５）～（７）のように補正される。
　　θｄ（１）＝｜θｐ－θｐ＊（１）｜＝３６０－ｎθｓａ－θｐａ－θｎｏｉｓ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式（５）
　　θｄ（２）＝｜θｐ－θｐ＊（２）｜＝２４０－ｎθｓａ－θｐａ－θｎｏｉｓ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式（６）
　　θｄ（３）＝｜θｐ－θｐ＊（３）｜＝１２０－ｎθｓａ－θｐａ－θｎｏｉｓ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式（７）
　なお、式（４）～（７）において、θｓａおよびθｐａは０．０１度程度、θｎｏｉｓは数度程度である。
　そして、ステップＳ１７において、コントローラ９は、このようにして補正された複数の絶対値θｄ（ｉ）から、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）を選択する。図４に示される例においては、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）は、補正後の絶対値θｄ（１）である。このような位置飛び補正により、正しい最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）（図４においては補正後の絶対値θｄ（１））が選択される。
　その後、ステップＳ１８において、補正後の正しい最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）を最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）に改めて設定する。そして、ステップＳ２０に進み、新たな最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）に従って、前述したのと同様に、セカンダリエンコーダ２５の総回転回数を算出する。図４に示される例においては、θｄ（１）が、最小値Ｍｉｎθｄ（ｉ）であるので、総回転回数ｉは１回であることが分かる。
　このような構成であるので、プライマリエンコーダ１５に関するモータ軸１３の位置が０°近傍にある場合であっても、セカンダリエンコーダ２５の総回転回数を正確に求めることができる。
　ところで、図５は第二の実施形態に基づく位置検出システムの動作を示す第二のフローチャートである。図５に示されるプログラムの内容は、コントローラ９内の記憶部（図示しない）またはメモリ７内に記憶されているものとする。図５に示される内容は、モータ１０の駆動時に適宜実施されるものとする。
　第二の実施形態における減速機２０の減速比ｎは、前述したものに限られない。つまり、この場合の減速比ｎは、１／αであってもよい（αは１より大きい正数）。また、出力軸２３とセカンダリエンコーダ２５との間に追加減速機（図示しない）が配置されていて、減速機２０と追加減速機との全体の減速比が１／α’である場合も第二の実施形態に含まれる（α’は１より大きい正数）。
　はじめに、ステップＳ３１において、前述したのと同様に、セカンダリエンコーダ２５が出力軸２３の１回転内のアブソリュート位置に関する位置検出値θｓを検出する。そして、ステップＳ３２においては、図３を参照して説明したのと同様にして、算出判定部としてのコントローラ９が、検出されたアブソリュート位置の位置検出値θｓを用いて、下記の式（８）に基づいて、プライマリエンコーダ１５の１回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値θｐ＊を算出する。
　　θｐ＊＝ＭＯＤ［｛（θｓ×α×β））｝÷３６０］×３６０　　　　式（８）
　次いで、ステップＳ３３において、コントローラ９は、下記の式（９）に基づいて、プライマリエンコーダ１５の位置検出値θｓと位置算出値θｐ＊との間の偏差の絶対値θｐｄを算出する。
　　θｐｄ＝｜θｐ＊－θｐ｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式（９）
　その後、ステップＳ３４において、コントローラ９は、偏差の絶対値θｐｄが第三エラー判定値θｊ３より大きいか否かを判定する。ここで、偏差の絶対値θｐｄはプライマリエンコーダ１５およびセカンダリエンコーダ２５の間の検出位置のズレを示している。減速機２０のバックラッシおよび各種の検出誤差等の無い理想的な状態においては、偏差の絶対値θｐｄは０となる。従って、第三エラー判定値θｊ３は操作者が予め定めたゼロより大きい値である。
　ステップＳ３４において、偏差の絶対値θｐｄが第三エラー判定値θｊ３より大きいと判定された場合には、プライマリエンコーダ１５とセカンダリエンコーダ２５との間の相対位置が正常でないと判断する（ステップＳ３５）。この場合には、プライマリエンコーダ１５および／またはセカンダリエンコーダ２５の設定位置に異常があるものとして、コントローラ９はモータ１０の動作を停止させる。このとき、図示しない表示部、例えば教示制御盤の画面にその旨を表示してもよい。
　これに対し、ステップＳ３４において、偏差の絶対値θｐｄが第三エラー判定値θｊ３より大きくないと判定された場合には、プライマリエンコーダ１５とセカンダリエンコーダ２５との間の相対位置が正常であると判断して（ステップＳ３６）、処理を終了する。
　このように、本開示の第二の実施形態におけるプライマリエンコーダ１５とセカンダリエンコーダ２５との間の相対位置における異常の有無を判定するプロセスは、追加のバッテリを必要としない。従って、第二の実施形態においては、プライマリエンコーダ１５および／またはセカンダリエンコーダ２５の位置の異常を、追加のバッテリを必要とすることなしに簡単に検出することができる。
　なお、算出部および算出判定部としてのコントローラ９の処理を実行するためのコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形で提供されてもよい。
　本開示の態様
　１番目の態様によれば、モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、前記モータに結合された減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、算出部とを具備し、前記減速機の減速比は１／ｎであり、ｎは非整数であり、前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの一回転内のアブソリュート位置に基づいて前記プライマリエンコーダにおける前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する複数の位置算出値を算出し、前記算出部は、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記複数の位置算出値とに基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、位置検出システムが提供される。
　２番目の態様によれば、１番目の態様において、前記算出部は、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の絶対値に基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する。
　３番目の態様によれば、１番目または２番目の態様において、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が所定の第一エラー判定値よりも大きい場合には、 前記算出部は、前記複数の位置算出値を補正した後で、前記最小値を算出する。
　４番目の態様によれば、１番目から３番目のいずれかの態様において、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が、前記第一エラー判定値よりも小さい所定の第二エラー判定値よりも小さくない場合に、前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出するようにした。
　５番目の態様によれば、モータと、該モータに結合された減速機と、前記モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、前記減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、算出部とを具備し、前記減速機の減速比は１／ｎであり、ｎは非整数であり、前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの一回転内のアブソリュート位置に基づいて前記プライマリエンコーダにおける前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する複数の位置算出値を算出し、前記算出部は、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記複数の位置算出値とに基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、アクチュエータが提供される。
　６番目の態様によれば、５番目の態様において、前記算出部は、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の絶対値に基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する。
　７番目の態様によれば、５番目または６番目の態様において、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が所定の第一エラー判定値よりも大きい場合には、 前記算出部は、前記複数の位置算出値を補正した後で、前記最小値を算出する。
　８番目の態様によれば、５番目から７番目のいずれかの態様において、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が、前記第一エラー判定値よりも小さい所定の第二エラー判定値よりも小さくない場合に、前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出するようにした。
　９番目の態様によれば、モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、前記モータに結合される減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダとを具備する位置検出システムの位置検出方法において、前記減速機の減速比は１／ｎであり、ｎは非整数であり、前記セカンダリエンコーダの一回転内のアブソリュート位置に基づいて前記プライマリエンコーダにおける前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する複数の位置算出値を算出し、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記複数の位置算出値とに基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、位置検出方法が提供される。
　１０番目の態様によれば、９番目の態様において、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の絶対値に基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する。
　１１番目の態様によれば、９番目または１０番目の態様において、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が所定の第一エラー判定値よりも大きい場合には、 前記算出部は、前記複数の位置算出値を補正した後で、前記最小値を算出する。
　１２番目の態様によれば、９番目から１１番目のいずれかの態様において、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が、前記第一エラー判定値よりも小さい、所定の第二エラー判定値よりも小さくない場合に、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出するようにした。
　１３番目の態様によれば、モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、前記モータに結合される減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、算出判定部とを具備し、該算出判定部は、前記セカンダリエンコーダにより検出された前記出力軸の一回転内のアブソリュート位置に基づいて、前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値を算出し、前記算出判定部は、さらに、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記位置算出値との間の偏差の絶対値が所定値以上である場合には、前記プライマリエンコーダおよび前記セカンダリエンコーダのうちの少なくとも一方の位置に異常があると判定する、位置検出システムが提供される。
　１４番目の態様によれば、モータと、該モータに結合された減速機と、前記モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、前記減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、算出判定部とを具備し、該算出判定部は、前記セカンダリエンコーダにより検出された前記出力軸の一回転内のアブソリュート位置に基づいて、前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値を算出し、前記算出判定部は、さらに、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記位置算出値との間の偏差の絶対値が所定値以上である場合には、前記プライマリエンコーダおよび前記セカンダリエンコーダのうちの少なくとも一方の位置に異常があると判定する、アクチュエータが提供される。
　１５番目の態様によれば、モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、前記モータに結合される減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、を具備する位置検出システムの位置検出方法において、前記セカンダリエンコーダにより検出された前記出力軸の一回転内のアブソリュート位置に基づいて、前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値を算出し、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記位置算出値との間の偏差の絶対値が所定値以上である場合には、前記プライマリエンコーダおよび前記セカンダリエンコーダのうちの少なくとも一方の位置に異常があると判定する、位置検出方法が提供される。
　本開示の実施形態について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、または請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の思想および趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除などが可能である。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値又は数式が用いられている場合も同様である。さらに、前述した実施形態の幾つかを適宜組み合わせることは本開示の範囲に含まれる。
　　１、２　　　リンク
　　３　　　機械（ロボット）
　　５　　　位置検出システム
　　６　　　アクチュエータ
　　７　　　メモリ
　　８　　　バッテリ
　　９　　　コントローラ（算出部、算出判定部）
　１０　　　モータ
　１１　　　ステータ
　１２　　　ロータ
　１３　　　モータ軸
　１５　　　プライマリエンコーダ
　１６　　　検出部
　２０　　　減速機
　２３　　　出力軸
　２５　　　セカンダリエンコーダ
　２６　　　検出部
　５０　　　内蔵ブレーキ
　θｊ１　　　第一エラー判定値
　θｊ２　　　第二エラー判定値
　θｊ３　　　第三エラー判定値

Claims (15)

  1. 　モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、
    　前記モータに結合された減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、
    　算出部とを具備し、
    　前記減速機の減速比は１／ｎであり、ｎは非整数であり、
    　前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの一回転内のアブソリュート位置に基づいて前記プライマリエンコーダにおける前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する複数の位置算出値を算出し、
    　前記算出部は、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記複数の位置算出値とに基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、位置検出システム。
  2. 　前記算出部は、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の絶対値に基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、請求項１に記載の位置検出システム。
  3. 　前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が所定の第一エラー判定値よりも大きい場合には、 前記算出部は、前記複数の位置算出値を補正した後で、前記最小値を算出する、請求項１または２に記載の位置検出システム。
  4. 　前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が、前記第一エラー判定値よりも小さい所定の第二エラー判定値よりも小さくない場合に、前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出するようにした 、請求項１から３のいずれか一項に記載の位置検出システム。
  5. 　モータと、
    　該モータに結合された減速機と、
    　前記モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、
    　前記減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、
    　算出部とを具備し、
    　前記減速機の減速比は１／ｎであり、ｎは非整数であり、
    　前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの一回転内のアブソリュート位置に基づいて前記プライマリエンコーダにおける前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する複数の位置算出値を算出し、
    　前記算出部は、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記複数の位置算出値とに基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、アクチュエータ。
  6. 　前記算出部は、前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の絶対値に基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、請求項５に記載のアクチュエータ。
  7. 　前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が所定の第一エラー判定値よりも大きい場合には、 前記算出部は、前記複数の位置算出値を補正した後で、前記最小値を算出する、請求項５または６に記載のアクチュエータ。
  8. 　前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が、前記第一エラー判定値よりも小さい所定の第二エラー判定値よりも小さくない場合に、前記算出部は、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出するようにした 、請求項５から７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
  9. 　モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、
    　前記モータに結合される減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダとを具備する位置検出システムの位置検出方法において、
    　前記減速機の減速比は１／ｎであり、ｎは非整数であり、
    　前記セカンダリエンコーダの一回転内のアブソリュート位置に基づいて前記プライマリエンコーダにおける前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する複数の位置算出値を算出し、
    　前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記複数の位置算出値とに基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、位置検出方法。
  10. 　前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の絶対値に基づいて、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出する、請求項９に記載の位置検出方法。
  11. 　前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が所定の第一エラー判定値よりも大きい場合には、 前記算出部は、前記複数の位置算出値を補正した後で、前記最小値を算出する、請求項９または１０に記載の位置検出方法。
  12. 　前記位置実際値と前記複数の位置算出値との間の偏差の前記絶対値のうちの最小値が、前記第一エラー判定値よりも小さい、所定の第二エラー判定値よりも小さくない場合に、前記セカンダリエンコーダの総回転回数を算出するようにした 、請求項９から１１のいずれか一項に記載の位置検出方法。
  13. 　モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、
    　前記モータに結合される減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、
    　算出判定部とを具備し、
    　該算出判定部は、前記セカンダリエンコーダにより検出された前記出力軸の一回転内のアブソリュート位置に基づいて、前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値を算出し、
    　前記算出判定部は、さらに、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記位置算出値との間の偏差の絶対値が所定値以上である場合には、前記プライマリエンコーダおよび前記セカンダリエンコーダのうちの少なくとも一方の位置に異常があると判定する、位置検出システム。
  14. 　モータと、
    　該モータに結合された減速機と、
    　前記モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、
    　前記減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、
    　算出判定部とを具備し、
    　該算出判定部は、前記セカンダリエンコーダにより検出された前記出力軸の一回転内のアブソリュート位置に基づいて、前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値を算出し、
    　前記算出判定部は、さらに、前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記位置算出値との間の偏差の絶対値が所定値以上である場合には、前記プライマリエンコーダおよび前記セカンダリエンコーダのうちの少なくとも一方の位置に異常があると判定する、アクチュエータ。
  15. 　モータのモータ軸の位置を検出するプライマリエンコーダと、
    　前記モータに結合される減速機の出力軸の位置を検出するセカンダリエンコーダと、を具備する位置検出システムの位置検出方法において、
    　前記セカンダリエンコーダにより検出された前記出力軸の一回転内のアブソリュート位置に基づいて、前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置算出値を算出し、
    　前記プライマリエンコーダにより検出された前記モータ軸の一回転内のアブソリュート位置に関する位置実際値と前記位置算出値との間の偏差の絶対値が所定値以上である場合には、前記プライマリエンコーダおよび前記セカンダリエンコーダのうちの少なくとも一方の位置に異常があると判定する、位置検出方法。
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