JPH06258098A - Multiple rotation type absolute encoder - Google Patents
Multiple rotation type absolute encoderInfo
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- JPH06258098A JPH06258098A JP5042373A JP4237393A JPH06258098A JP H06258098 A JPH06258098 A JP H06258098A JP 5042373 A JP5042373 A JP 5042373A JP 4237393 A JP4237393 A JP 4237393A JP H06258098 A JPH06258098 A JP H06258098A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は回転体の絶対回転角を検
出するための多回転式アブソリュートエンコーダに関す
るものであり、特にACサーボモータに組み込まれて使
われるロータリーエンコーダに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-rotational absolute encoder for detecting an absolute rotation angle of a rotating body, and more particularly to a rotary encoder incorporated in an AC servomotor.
【0002】[0002]
【従来の技術】各種機械の駆動用に使われるサーボモー
タには、ブラシ付きのDCサーボモータとブラシのない
ACサーボモータ(DCブラシレスサーボモータ)があ
り、近年モータ保守の容易さからACサーボモータの需
要が増している。2. Description of the Related Art Servo motors used for driving various machines include a DC servo motor with a brush and an AC servo motor without a brush (DC brushless servo motor). In recent years, the AC servo motor is easy to maintain. Demand is increasing.
【0003】サーボ系の位置検出器にもさまざまな種類
があるが、近年、サーボモータに組み込まれて使用され
るロータリーエンコーダが普及している。ACサーボモ
ータに組み込まれるエンコーダはインクリメンタルエン
コーダとアブソリュートエンコーダに大別される。There are various types of position detectors for servo systems, but in recent years, rotary encoders used by incorporating them in servo motors have become widespread. Encoders incorporated in AC servomotors are roughly classified into incremental encoders and absolute encoders.
【0004】インクリメンタルエンコーダの出力信号は
図8に示すように、回転方向が判別できるように互いに
90度位相差を有するA,B2相の信号と、1回転1パ
ルスの基準Z信号と、ACサーボモータの通電相切り替
えのためのコミュテーション信号U,V,Wを備えたも
のが一般的である。As shown in FIG. 8, the output signals of the incremental encoder are A and B two-phase signals having a phase difference of 90 degrees so that the rotation direction can be discriminated, a reference Z signal of one rotation and one pulse, and an AC servo. It is generally provided with commutation signals U, V, W for switching the energized phase of the motor.
【0005】また、アブソリュートエンコーダは電源投
入後直ちに1回転内の絶対位置が認識できるエンコーダ
で、インクリメンタルエンコーダを用いた制御システム
において必要とされる電源投入直後に行う機械位置とコ
ントローラとの位置合わせ動作である原点復帰動作が不
要であることから、多関節ロボットをはじめとする大型
のロボット用サーボモータなどに普及しつつあり、また
その多くはモータの回転数カウント機能をつけた多回転
式アブソリュートエンコーダである。The absolute encoder is an encoder that can recognize the absolute position within one rotation immediately after the power is turned on, and is a position alignment operation between the machine position and the controller, which is required immediately after the power is turned on, which is required in a control system using an incremental encoder. Since it does not require a home-return operation, it is becoming widespread in servo motors for large robots such as articulated robots, and many of them are multi-rotational absolute encoders with a motor rotation count function. Is.
【0006】以下に従来の多回転式アブソリュートエン
コーダについて説明する。図9は従来の多回転式アブソ
リュートエンコーダの機能ブロックを示すものである。
図9において91はインクリメンタル信号出力部、92
はアブソリュート信号出力部、93は多回転カウンタ、
94はバックアップ回路、95は変換回路である。A conventional multi-rotation absolute encoder will be described below. FIG. 9 shows functional blocks of a conventional multi-rotation absolute encoder.
In FIG. 9, reference numeral 91 is an incremental signal output unit, and 92
Is an absolute signal output section, 93 is a multi-rotation counter,
Reference numeral 94 is a backup circuit, and 95 is a conversion circuit.
【0007】以上のように構成された多回転式アブソリ
ュートエンコーダについて、以下その動作について説明
する。まず、主電源がオンしているときエンコーダの回
転位置に合わせインクリメンタル信号出力部91からは
90度位相差を有するA,B信号そして1回転に1回発
生するZ信号が出力する。また、アブソリュート信号出
力部92からは1回転アブソリュートデータとして1回
転の分解能に対応した20から2K-1のKビットの信号を
出力する。また、多回転カウンタ93はアブソリュート
信号出力の上位2ビット2K-1と2K-2とを用いて回転回
数を計数する。The operation of the multi-rotational absolute encoder configured as described above will be described below. First, when the main power source is on, the incremental signal output unit 91 outputs the A and B signals having a 90-degree phase difference and the Z signal generated once per rotation in accordance with the rotational position of the encoder. Further, from the absolute signal output unit 92 outputs the 2 0 2 K-1 of the signal K bits corresponding to the resolution of 1 rotates one revolution absolute data. Further, the multi-rotation counter 93 counts the number of rotations by using the upper 2 bits 2 K-1 and 2 K-2 of the absolute signal output.
【0008】変換回路95はパラレルデータである1回
転アブソリュートデータと多回転カウントデータとをシ
リアルデータに変換しドライバやNCシステムに送信す
る。一方主電源がオフした場合にはバックアップ回路9
4によりアブソリュート信号出力の上位2ビット2K-1
と2K-2信号の検出と、多回転カウンタ93とを常に動
作している。これにより再度主電源を投入したときにも
回転回数をリセットすることなく保持し、しかも主電源
オフ時に変化した回転回数も検出することができる。The conversion circuit 95 converts the one-turn absolute data and the multi-turn count data, which are parallel data, into serial data and sends the serial data to the driver or the NC system. On the other hand, when the main power is turned off, the backup circuit 9
Upper 2 bits of absolute signal output by 4 2 K-1
The detection of the 2 K-2 signal and the multi-rotation counter 93 are always operating. As a result, even when the main power is turned on again, the number of rotations can be held without being reset, and the number of rotations changed when the main power is turned off can be detected.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、絶対位置を決定するためのアブソリュー
ト信号の数が多数必要で、分解能を上げていくほど信号
数は増加する。信号の数に対応して検出部の数も増やす
必要があり、処理回路の規模も増大してくるので構造的
にも、回路規模も大きくなるという問題点を有してい
た。However, in the above-mentioned conventional structure, a large number of absolute signals are required to determine the absolute position, and the number of signals increases as the resolution increases. Since it is necessary to increase the number of detection units corresponding to the number of signals, and the scale of the processing circuit also increases, there is a problem in that the circuit scale also increases in terms of structure.
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、小型でコンパクトな多回転式アブソリュートエンコ
ーダを提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a compact and compact multi-rotation absolute encoder.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の多回転式アブソリュートエンコーダは、
(1)互いに90度位相差を有するA,B2相のインク
リメンタル信号と、少なくともN個以上の(N=(エン
コーダが取り付けられているモータの極数PM)×(モ
ータ相数PH))基準信号Znと、Znの順序を判別する
Mビットのアブソリュート信号の計3種類の信号を出力
する原信号出力部と、(2)Mビットのアブソリュート
信号から、Znに対応する1回転アブソリュート値の代
表値を出力するデコーダ回路と、(3)デコーダ回路の
出力とZn信号から、1回転アブソリュートデータの零
値に対応するZ0信号を選択するZ0信号発生回路と、
(4)上記代表値とA,B,Zn信号を入力し、1回転
内の絶対位置を出力する1回転アブソリュートカウンタ
と、(5)Mビットのアブソリュート信号のうち上位2
ビットを用いてモータの1回転以上の正逆方向の回転回
数を計数する多回転カウンタ1と、(6)多回転カウン
タ1の出力と上記1回転アブソリュートカウンタからの
キャリーボロー信号を入力し、1回転アブソリュートカ
ウンタの上位データを検出する多回転カウンタ2と、
(7)主電源オフ時に上記多回転カウンタ1と原信号出
力部のMビットのうち回転回数の正逆を判定するための
上位2ビットのアブソリュート信号を検出動作させるバ
ックアップ回路と、(8)1回転アブソリュートカウン
タと多回転カウンタ2からのパラレルデータをシリアル
データに変換し出力する変換回路と、(9)A,B,Z
n信号とZnに対応する1回転アブソリュート値の代表値
を入力し、インクリメンタル信号を計数するアップ,ダ
ウン信号と、電源オン後の最初のZn信号よりカウント
切替信号を検出して、代表値のプリセット動作とアッ
プ,ダウン信号のカウンタ動作を上記カウント切替信号
で切替える1回転アブソリュートカウンタ、およびカウ
ンタ切替信号をエンコーダ信号処理ステータスとして変
換回路を介して外部へ知らせる機能と、(10)デコーダ
回路出力の代表値と1回転アブソリュートカウンタの出
力とをZn信号毎に比較する比較回路、および比較結果
をエンコーダ信号処理ステータスとして変換回路を介し
て外部へ知らせる機能を備えた構成を有している。In order to achieve this object, a multi-rotational absolute encoder of the present invention comprises:
(1) A and B two-phase incremental signals having a 90-degree phase difference with each other, and at least N or more (N = (the number of motor poles PM of the motor to which the encoder is attached) × (the number of motor phase PH)) reference signals An original signal output section that outputs a total of three types of signals, Z n and an M-bit absolute signal that determines the order of Z n , and (2) a one-rotation absolute value corresponding to Z n from the M-bit absolute signal. a decoder circuit for outputting a representative value of (3) from the output and Z n signal of the decoder circuit, and Z 0 signal generation circuit for selecting a Z 0 signal corresponding to the zero value of 1 rotation absolute data,
(4) A one-rotation absolute counter that inputs the representative value and A, B, Z n signals and outputs the absolute position within one rotation, and (5) the upper two of the M-bit absolute signals.
A multi-rotation counter 1 for counting the number of forward and reverse rotations of the motor using a bit, and (6) the output of the multi-rotation counter 1 and the carry borrow signal from the 1-rotation absolute counter are input, and 1 A multi-rotation counter 2 for detecting the upper data of the rotation absolute counter,
(7) A backup circuit that detects the absolute signal of the upper 2 bits of the M bits of the multi-rotation counter 1 and the original signal output section when the main power supply is turned off, for determining whether the number of rotations is normal or reverse, and (8) 1 A conversion circuit for converting parallel data from the rotation absolute counter and the multi-rotation counter 2 into serial data and outputting the serial data, (9) A, B, Z
The representative value of the 1-turn absolute value corresponding to the n signal and Z n is input, the count switching signal is detected from the up and down signals for counting the incremental signal and the first Z n signal after the power is turned on, and the representative value is detected. 1-turn absolute counter that switches the preset operation and the up / down signal counter operation by the count switching signal, and the function of notifying the counter switching signal as an encoder signal processing status to the outside through the conversion circuit, and (10) Decoder circuit output The representative circuit and the output of the 1-turn absolute counter are compared with each other for each Z n signal, and the comparison result is provided as an encoder signal processing status to the outside through the conversion circuit.
【0012】[0012]
【作用】この構成によって、従来の多回転式アブソリュ
ートエンコーダより1回転内のアブソリュート信号のビ
ット数を少なくすることができるので、検出部と電気回
路部を小さくすることができ、小型でコンパクトな多回
転式アブソリュートエンコーダを得ることができる。With this configuration, the number of bits of the absolute signal within one rotation can be reduced as compared with the conventional multi-rotation type absolute encoder, so that the detection unit and the electric circuit unit can be downsized, and the small and compact multi-rotation can be achieved. A rotary absolute encoder can be obtained.
【0013】また、カウンタ動作の比較機能を有するこ
とにより、外部ノイズなどに対する誤動作の信頼性・安
全性向上を計ることができる。Further, by having the function of comparing the counter operations, it is possible to improve the reliability and safety of malfunctions due to external noise and the like.
【0014】[0014]
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1は本発明の一実施例の機能ブロック図
である。図1において11は原信号出力部、12はデコ
ーダ回路、13はZ0信号発生回路、14は1回転アブ
ソリュートカウンタ、15は多回転カウンタ1、16は
多回転カウンタ2、17はバックアップ回路、18は変
換回路、19は比較回路である。FIG. 1 is a functional block diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is an original signal output unit, 12 is a decoder circuit, 13 is a Z 0 signal generating circuit, 14 is a single-revolution absolute counter, 15 is a multi-revolution counter 1, 16 is a multi-revolution counter 2, 17 is a backup circuit, 18 Is a conversion circuit, and 19 is a comparison circuit.
【0016】図2に原信号出力部11の構成を示す。こ
こで21は発光素子、22は回転スリット板、23は受
光素子、24は波形整形回路である。本実施例では3相
8極のACサーボモータ用にZnの数を24個にし、ま
た一回転アブソリュートデータを2048パルスの場合
を示す。FIG. 2 shows the configuration of the original signal output section 11. Here, 21 is a light emitting element, 22 is a rotary slit plate, 23 is a light receiving element, and 24 is a waveform shaping circuit. In this embodiment, the number of Z n is set to 24 for a three-phase eight-pole AC servo motor, and one rotation absolute data is 2048 pulses.
【0017】図3に回転スリット板22の回転に合わせ
て検出される信号を示す。ここでA,B信号は互いに9
0度の位相差を有する信号であり1回転中2048パル
ス発生するインクリメンタル信号、Zn信号はA,B相
と同期し1回転中に24個発生する信号、そして5ビッ
トのアブソリュート信号がある。FIG. 3 shows signals detected in accordance with the rotation of the rotary slit plate 22. Here, the A and B signals are 9
A signal having a phase difference of 0 degree, which is an incremental signal that generates 2048 pulses during one rotation, a Z n signal is a signal that is generated 24 times during one rotation in synchronization with the A and B phases, and a 5-bit absolute signal.
【0018】図4に起動時に出力する1回転アブソリュ
ートデータの動きを示す。代表値は上記5ビットのアブ
ソリュート信号とデコーダ回路12より出力される。FIG. 4 shows the movement of the one-turn absolute data output at the time of starting. The representative value is output from the 5-bit absolute signal and the decoder circuit 12.
【0019】図5は1回転アブソリュートカウンタ14
の構成を示す図であり、インクリメンタル信号A,B信
号の位相によりA相がB相より位相が進んでいるときは
アップパルスを、その逆にA相がB相より位相が遅れて
いるときはダウンパルスを発生する方向弁別回路51
と、主電源電圧のオン・オフ状態を監視する主電源電圧
監視回路52と、主電源電圧監視回路52の出力とA,
Zn信号により電源オン後の最初のZn信号からカウント
切替信号を検出する動作切替え回路53と、プリセット
可能なアップダウンカウンタ54とで構成している。ア
ップダウンカウンタ54はインクリメンタル信号の1回
転の分解能が2048であることから11ビット必要と
なる。FIG. 5 shows a one-turn absolute counter 14
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of FIG. 2, in which an up pulse is output when the A phase is ahead of the B phase by the phase of the incremental signals A and B signals, and conversely when the A phase is behind the B phase. Direction discrimination circuit 51 for generating down pulse
A main power supply voltage monitoring circuit 52 for monitoring the on / off state of the main power supply voltage, an output of the main power supply voltage monitoring circuit 52 and A,
And operation switching circuit 53 detects the count switching signal from the first Z n signal after the power-on by the Z n signals, are constituted by a presettable up-down counter 54. The up / down counter 54 requires 11 bits because the resolution of one rotation of the incremental signal is 2048.
【0020】図6に電源オン・オフ時の1回転アブソリ
ュートカウンタの動作タイミング図を示す。FIG. 6 shows an operation timing chart of the one-turn absolute counter when the power is turned on and off.
【0021】図7に1回転アブソリュートの代表値デー
タと1回転アブソリュートカウンタとを比較する比較回
路19の動作説明図を示す。FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the comparison circuit 19 for comparing the representative value data of one rotation absolute and the one rotation absolute counter.
【0022】Z0信号発生回路13は、デコーダ回路1
2から出力される代表値データとN個の基準信号Znよ
り、Znの中から1回転アブソリュートデータの零値に
対応する信号を検出している。The Z 0 signal generation circuit 13 is the decoder circuit 1
From the representative value data output from 2 and the N reference signals Z n , the signal corresponding to the zero value of the one-turn absolute data is detected from Z n .
【0023】以下、上記構成の多回転アブソリュートエ
ンコーダについてその動作を説明する。The operation of the multi-turn absolute encoder having the above construction will be described below.
【0024】まず、主電源が投入された直後、エンコー
ダが図4のA点に位置していたとすると、原信号出力部
11から出力する5ビットのアブソリュート信号とデコ
ーダ回路12により1回転中の24分の1の領域を判断
し、その領域に応じた1回転アブソリュートの代表値を
1回転アブソリュートカウンタ14に出力する。このと
き、1回転アブソリュートカウンタ14内のアップダウ
ンカウンタ54の動作モードは動作切替え回路53によ
ってプリセット動作であり、上記代表値をそのまま1回
転アブソリュートデータとする。First, assuming that the encoder is located at point A in FIG. 4 immediately after the main power supply is turned on, the encoder circuit 12 outputs the 5-bit absolute signal output from the original signal output section 11 and the decoder circuit 12 to 24 times in one rotation. A one-third area is determined, and a representative value of one-revolution absolute corresponding to the area is output to the one-revolution absolute counter 14. At this time, the operation mode of the up / down counter 54 in the one-turn absolute counter 14 is a preset operation by the operation switching circuit 53, and the representative value is directly used as one-turn absolute data.
【0025】また、バックアップ回路17にて検出およ
び保持している多回転カウンタ1の値は動作切替え回路
53により多回転カウンタ2へプリセットされ、この多
回転カウンタ2の値すなわち多回転カウントデータと上
記1回転アブソリュートデータとを合わせ変換回路18
でシリアル変換してACサーボモータを駆動するドライ
バシステムにデータを転送する。The value of the multi-revolution counter 1 detected and held by the backup circuit 17 is preset in the multi-revolution counter 2 by the operation switching circuit 53. The value of the multi-revolution counter 2, that is, the multi-revolution count data and the above Conversion circuit 18 combined with 1-turn absolute data
The data is transferred to the driver system that drives the AC servo motor after serial conversion.
【0026】ドライバシステムでは1回転アブソリュー
トデータから正弦波ROMテーブルによってACサーボ
モータの通電相切り替えのためのコミュテーション信号
を作りモータの回転を開始する。この時は1回転アブソ
リュートデータは代表値のみで一定であることから、ド
ライバシステム側ではコミュテーション信号が正弦波状
に変化せず一定値となるので結果的に矩形波ドライブで
駆動することになる。In the driver system, a commutation signal for switching the energized phase of the AC servomotor is created from the one-turn absolute data by a sine wave ROM table, and the rotation of the motor is started. At this time, since the one-revolution absolute data is constant with only the representative value, the commutation signal on the driver system side does not change in a sine wave shape but has a constant value, and as a result, it is driven by the rectangular wave drive.
【0027】モータが駆動され上記A点からCW方向に
回転し、Znの位置であるB点に位置が変化すると、動
作切替え回路53によりZnが検出され、アップダウン
カウンタ54の動作モードがプリセット動作からカウン
ト動作に替わり、アップ,ダウンパルスはアップダウン
カウンタ54にてカウントされる。これにより1回転ア
ブソリュートカウンタの値は今までの代表値から代表値
にインクリメンタル信号を計数した値を加算した値とな
る。When the motor is driven to rotate in the CW direction from the point A and the position changes to the point B which is the position of Z n , the operation switching circuit 53 detects Z n and the operation mode of the up / down counter 54 is changed. The preset operation is changed to the count operation, and up / down pulses are counted by the up / down counter 54. As a result, the value of the one-rotation absolute counter becomes a value obtained by adding the value obtained by counting the incremental signal to the representative value from the representative value up to now.
【0028】ここで、Znが検出されるまでのインクリ
メンタル信号A,B相の位相関係により方向弁別回路5
1で検出したアップ,ダウンパルスは、アップダウンカ
ウンタ54がプリセット動作のため無効となる。図6に
動作タイミングを示す。Here, the direction discriminating circuit 5 is based on the phase relationship between the incremental signals A and B until Z n is detected.
The up / down pulse detected in 1 is invalid because the up / down counter 54 performs a preset operation. FIG. 6 shows the operation timing.
【0029】また、Znの検出により多回転カウンタ2
の動作モードも同様に切替り、多回転カウンタ1のデー
タをプリセットする動作から1回転アブソリュートカウ
ンタのキャリーボロー信号でのカウント動作に替わる。Further, the multi-revolution counter 2 is detected by detecting Z n.
Similarly, the operation mode of (1) is switched, and the operation of presetting the data of the multi-revolution counter 1 is switched to the operation of counting by the carry borrow signal of the one-revolution absolute counter.
【0030】これ以降、1回転アブソリュートデータは
A,B相の変化により更新される。検出された1回転ア
ブソリュートデータは、上記と同様に多回転カウンタ2
の値と合わせ変換回路18を介してドライバシステムに
データ転送する。この時は、1回転アブソリュートデー
タは2048分の1の分解能で変化するのでドライバシ
ステム側ではコミュテーション信号を正弦波状に変化で
きるのでモータは正弦波ドライブで駆動することにな
る。Thereafter, the one-turn absolute data is updated by the change of the A and B phases. The detected 1-turn absolute data is the same as the above-mentioned multi-turn counter 2
Data is transferred to the driver system through the matching conversion circuit 18. At this time, since the one-turn absolute data changes with a resolution of 1/2048, the commutation signal can be changed in a sine wave shape on the driver system side, so that the motor is driven by a sine wave drive.
【0031】一方、モータが上記A点からCCW方向に
回転し代表値切り替わり点であるC点を通過すると、1
回転アブソリュートカウンタ14内のA点の代表値は隣
のn−1番目の代表値に更新され、上記と同様にして多
回転カウンタ2の値と合わせ変換回路18でシリアル変
換してACサーボモータを駆動するドライバシステムに
データを転送する。さらに、C点を通過しZn-1の位置
であるD点へ位置が変化すると、先のB点と同様に、今
まで代表値としての1回転アブソリュートデータに加え
インクリメンタル信号で計数する値を加算するモードに
し、これ以降このモードで1回転アブソリュートデータ
はA,B相の変化により更新される。検出された1回転
アブソリュートデータは、上記と同様に処理されドライ
バシステムにデータ転送される。On the other hand, when the motor rotates in the CCW direction from the point A and passes through the point C which is the representative value switching point, 1
The representative value of the point A in the rotation absolute counter 14 is updated to the adjacent n-1th representative value, and the value of the multi-revolution counter 2 and the conversion circuit 18 are serially converted in the same manner as described above to convert the AC servo motor. Transfer data to the driving driver system. Further, when the position changes to point D, which is the position of Z n−1 , after passing point C, the value counted by the incremental signal in addition to the one-turn absolute data as the representative value until now is changed to the value similar to point B. The addition mode is set, and thereafter, in this mode, the one-turn absolute data is updated by the change of the A and B phases. The detected 1-turn absolute data is processed in the same manner as above and transferred to the driver system.
【0032】以上のように本発明の1回転アブソリュー
トカウンタ、多回転カウンタ2は、電源オン後、最初の
Znを検出するまでは、データプリセット動作をし、Zn
検出後は、カウント動作をする構成になっている。ま
た、この動作切替えは、カウント切替え信号をエンコー
ダ信号処理ステータスとして、変換回路18を介して外
部システムへ情報転送される。As described above, the one-turn absolute counter and the multi-turn counter 2 of the present invention perform the data preset operation until the first Z n is detected after the power is turned on, and the Z n is set.
After the detection, the count operation is performed. In this operation switching, the count switching signal is used as the encoder signal processing status to transfer information to the external system via the conversion circuit 18.
【0033】次に、比較回路19の動作について図7を
用いて説明する。比較回路19は、原信号出力部11の
5ビットのアブソリュート信号をデコーダ回路12で処
理した代表値と、1回転アブソリュートカウンタ14の
値とを比較し、1回転アブソリュートカウンタ14のカ
ウント誤動作を検出するものである。Next, the operation of the comparison circuit 19 will be described with reference to FIG. The comparator circuit 19 compares the representative value obtained by processing the 5-bit absolute signal of the original signal output unit 11 by the decoder circuit 12 with the value of the one-revolution absolute counter 14 to detect a count malfunction of the one-revolution absolute counter 14. It is a thing.
【0034】本発明では、図7に示すように比較結果は
Zn毎に検出しており、比較結果はエンコーダ信号処理
ステータスとして変換回路18を介して外部システムへ
情報転送される。In the present invention, the comparison result is detected for each Z n as shown in FIG. 7, and the comparison result is transferred to the external system via the conversion circuit 18 as the encoder signal processing status.
【0035】以上のように、検出したZ相の代表値に2
048分の1の分解能を持つインクリメンタル信号の計
数を加える構成にすることにより、1回転内のアブソリ
ュート信号の数は少ないが絶対位置検出は高分解能であ
るコンパクトな多回転式アブソリュートエンコーダが実
現できる。As described above, the detected representative value of the Z phase is 2
By adopting a configuration in which the counting of the incremental signals having a resolution of 1/048 is added, it is possible to realize a compact multi-rotation absolute encoder which has a small number of absolute signals within one rotation but has high resolution in absolute position detection.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上のように本発明は、1回転アブソリ
ュートの分解能を高める場合にはインクリメンタル信号
の分解能を上げるだけで高分解能のアブソリュート検出
ができる。これによりコンパクト化でき、しかも従来の
アブソリュート対応のドライバが使用可能な多回転式ア
ブソリュートエンコーダを実現できるものである。As described above, according to the present invention, in the case of increasing the resolution of one-turn absolute, high resolution absolute detection can be performed only by increasing the resolution of the incremental signal. As a result, it is possible to realize a multi-rotation absolute encoder that can be made compact and in which a conventional absolute-compatible driver can be used.
【図1】本発明の一実施例における多回転式アブソリュ
ートエンコーダの構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a multi-turn absolute encoder according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例における原信号出力部の構成
図FIG. 2 is a configuration diagram of an original signal output unit according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例における多回転式アブソリュ
ートエンコーダの検出信号のタイミング図FIG. 3 is a timing diagram of detection signals of a multi-turn absolute encoder according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例における主電源投入時の1回
転アブソリュートエンコーダの動作説明図FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the one-turn absolute encoder when the main power is turned on in the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施例における1回転アブソリュー
トカウンタの構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a one-turn absolute counter according to an embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施例におけるカウント動作のタイ
ミング図FIG. 6 is a timing chart of the counting operation in the embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施例における比較回路の動作説明
図FIG. 7 is an operation explanatory diagram of a comparison circuit according to an embodiment of the present invention.
【図8】従来のインクリメンタル式エンコーダの出力タ
イミング図FIG. 8 is an output timing chart of a conventional incremental encoder.
【図9】従来の多回転式アブソリュートエンコーダのブ
ロック図FIG. 9 is a block diagram of a conventional multi-rotation absolute encoder.
【符号の説明】 11 原信号出力部 12 デコーダ回路 13 Z0信号発生回路 14 1回転アブソリュートカウンタ 15 多回転カウンタ1 16 多回転カウンタ2 17,94 バックアップ回路 18,95 変換回路 19 比較回路 21 発光素子 22 回転スリット板 23 受光素子 24 波形整形回路 51 方向弁別回路 52 主電源電圧監視回路 53 動作切替え回路 54 アップダウンカウンタ 91 インクリメンタル信号出力部 92 アブソリュート信号出力部 93 多回転カウンタ[Description of Reference Signs] 11 original signal output unit 12 decoder circuit 13 Z 0 signal generation circuit 14 1-revolution absolute counter 15 multi-revolution counter 1 16 multi-revolution counter 2 17,94 backup circuit 18,95 conversion circuit 19 comparison circuit 21 light-emitting element 22 rotating slit plate 23 light receiving element 24 waveform shaping circuit 51 direction discriminating circuit 52 main power supply voltage monitoring circuit 53 operation switching circuit 54 up-down counter 91 incremental signal output unit 92 absolute signal output unit 93 multi-rotation counter
Claims (3)
のインクリメンタル信号と、少なくともN個以上の(N
=(エンコーダが取り付けられているモータの極数P
M)×(モータ相数PH))基準信号Znと、Znの順序を
判別するMビットのアブソリュート信号の計3種類の信
号を出力する原信号出力部と、Mビットのアブソリュー
ト信号から、Znに対応する1回転アブソリュート値の
代表値を出力するデコーダ回路と、デコーダ回路の出力
とZn信号から、1回転アブソリュートデータの零値に
対応するZ0信号を選択するZ0信号発生回路と、上記代
表値とA,B,Zn信号を入力し、1回転内の絶対位置
を出力する1回転アブソリュートカウンタと、Mビット
のアブソリュート信号のうち上位2ビットを用いてモー
タの1回転以上の正逆方向の回転回数を計数する多回転
カウンタ1と、多回転カウンタ1の出力と前記1回転ア
ブソリュートカウンタからのキャリーボロー信号を入力
し、1回転アブソリュートカウンタの上位データを検出
する多回転カウンタ2と、主電源オフ時に前記多回転カ
ウンタ1と原信号出力部のMビットのうち回転回数の正
逆を判定するための上位2ビットのアブソリュート信号
を検出動作させるバックアップ回路と、1回転アブソリ
ュートカウンタと多回転カウンタ2からのパラレルデー
タをシリアルデータに変換し出力する変換回路とを備え
た多回転式アブソリュートエンコーダ。1. An incremental signal of A and B phases having a 90-degree phase difference from each other and at least N or more (N
= (Number of poles P of the motor to which the encoder is attached P
M) × (motor phase number PH)) A reference signal Z n and an original signal output section that outputs a total of three types of M-bit absolute signals that determine the order of Z n , and an M-bit absolute signal, a decoder circuit for outputting a representative value of a corresponding one revolution absolute value Z n, from the output and Z n signal of the decoder circuit, Z 0 signal generation circuit for selecting a Z 0 signal corresponding to the zero value of 1 rotation absolute data If, enter the representative value and a, B, and Z n signals, and a rotation absolute counter for outputting an absolute position within one revolution, one revolution or more motors with upper 2 bits of the absolute signal M bits The multi-revolution counter 1 which counts the number of revolutions in the forward and reverse directions, the input of the output of the multi-revolution counter 1 and the carry borrow signal from the one-revolution absolute counter, and the one-revolution absolute counter. A multi-revolution counter 2 for detecting upper data of the counter, and a multi-revolution counter 1 and an upper 2-bit absolute signal for determining whether the number of revolutions of the original signal output unit is normal or reverse when the main power is off. A multi-rotation absolute encoder having a backup circuit to be operated and a conversion circuit for converting parallel data from the one-rotation absolute counter and multi-rotation counter 2 into serial data and outputting the serial data.
アブソリュート値の代表値を入力し、インクリメンタル
信号を計数するアップ,ダウン信号と、電源オン後の最
初のZn信号よりカウント切替信号を検出して、代表値
のプリセット動作とアップ,ダウン信号のカウンタ動作
を前記カウント切替信号で切替える1回転アブソリュー
トカウンタ、およびカウンタ切替信号をエンコーダ信号
処理ステータスとして変換回路を介して外部へ知らせる
機能を備えた請求項1記載の多回転式アブソリュートエ
ンコーダ。2. An A, B, Z n signal and a representative value of one revolution absolute value corresponding to Z n are input, and an up and down signal for counting the incremental signal and a first Z n signal after the power is turned on. A one-turn absolute counter that detects the count switching signal and switches the preset operation of the representative value and the counter operation of the up and down signals with the count switching signal, and the counter switching signal as the encoder signal processing status to the outside through the conversion circuit. The multi-rotational absolute encoder according to claim 1, further comprising a notification function.
ソリュートカウンタの出力とをZn信号毎に比較する比
較回路、および比較結果をエンコーダ信号処理ステータ
スとして変換回路を介して外部へ知らせる機能を備えた
請求項1記載の多回転式アブソリュートエンコーダ。3. A comparison circuit for comparing the representative value of the output of the decoder circuit and the output of the one-turn absolute counter for each Z n signal, and a function of notifying the comparison result as an encoder signal processing status to the outside through the conversion circuit. The multi-rotation absolute encoder according to claim 1.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996030723A1 (en) * | 1995-03-30 | 1996-10-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for direction of rotation recognition and plausibility testing in absolute angular position measuring devices especially with serial transmission of actual positions detected |
CN101846531A (en) * | 2010-05-28 | 2010-09-29 | 江苏斯沃特电气有限公司 | Multipole combined-type magnetic encoder |
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- 1993-03-03 JP JP04237393A patent/JP3326849B2/en not_active Expired - Fee Related
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US6058358A (en) * | 1995-03-30 | 2000-05-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for direction of rotation recognition and plausibility testing in absolute angular position measuring devices especially with serial transmission of actual positions detected |
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