JPH01223311A - パルスエンコーダ - Google Patents
パルスエンコーダInfo
- Publication number
- JPH01223311A JPH01223311A JP4920088A JP4920088A JPH01223311A JP H01223311 A JPH01223311 A JP H01223311A JP 4920088 A JP4920088 A JP 4920088A JP 4920088 A JP4920088 A JP 4920088A JP H01223311 A JPH01223311 A JP H01223311A
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- JP
- Japan
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- deviation
- encoder
- value
- level
- phase
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- Pending
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- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回転、移動などを検出するパルスエンコーダ
に係り、特にエンコーダ自体の故障を検出する検出機能
を備えたパルスエンコーダに関する。
に係り、特にエンコーダ自体の故障を検出する検出機能
を備えたパルスエンコーダに関する。
パルスエンコーダは、例えばＮＣ機械の軸送りモータに
取付けられ位置検出に用いられたり回転数の検出に用い
られ、位置や速度などのアナログ量を電気的ディジタル
量に変換し検出するセンサである１回転数を検出するシ
ャフトエンコーダはその出力形式からインクリメンタル
形とアブソリュート形があリセンサ部の検出方法による
違いから光学式エンコーダ、磁気式エンコーダなどがあ
る。第３ａ図、第３ｂ図により光学式エンコーダについ
て説明する。第３ａ図に示すようにエンコーダはモータ
１００の回転軸１０１に直結したディスク（符号板）１
０２とこのディスク１０２をはさんで光源部１０３と受
光部１０４より構成される。光源部１０３より出た光は
ディスク１０２にあけられた開口を通過し、受光部１０
４はこの通過光をディジタル信号として取出す、受光部
１０４のＡ、Ｂの位置関係はＡ、Ｂの位相差が９０度に
なるように設定され、第３ｂ図に示すような出力信号と
なる。パルスＡがパルスＢに対して９０度進むか遅れる
かによって正転、逆転の検出ができるものでＡＢ相方式
エンコーダと言われている。このエンコーダの出力は、
通常エンコーダが検出した機器を制御する制御装置へ入
力される。
取付けられ位置検出に用いられたり回転数の検出に用い
られ、位置や速度などのアナログ量を電気的ディジタル
量に変換し検出するセンサである１回転数を検出するシ
ャフトエンコーダはその出力形式からインクリメンタル
形とアブソリュート形があリセンサ部の検出方法による
違いから光学式エンコーダ、磁気式エンコーダなどがあ
る。第３ａ図、第３ｂ図により光学式エンコーダについ
て説明する。第３ａ図に示すようにエンコーダはモータ
１００の回転軸１０１に直結したディスク（符号板）１
０２とこのディスク１０２をはさんで光源部１０３と受
光部１０４より構成される。光源部１０３より出た光は
ディスク１０２にあけられた開口を通過し、受光部１０
４はこの通過光をディジタル信号として取出す、受光部
１０４のＡ、Ｂの位置関係はＡ、Ｂの位相差が９０度に
なるように設定され、第３ｂ図に示すような出力信号と
なる。パルスＡがパルスＢに対して９０度進むか遅れる
かによって正転、逆転の検出ができるものでＡＢ相方式
エンコーダと言われている。このエンコーダの出力は、
通常エンコーダが検出した機器を制御する制御装置へ入
力される。
エンコーダの出力は回転速度等を表示するパルスとエン
コーダの故障を検出する故障検出信号よりなる。この故
障検出信号が必要なのは、パルスの出力が止まった場合
、エンコーダの検出対象機器が止まったのか、またはエ
ンコーダが故障したのかの判別できるようにするためで
ある。
コーダの故障を検出する故障検出信号よりなる。この故
障検出信号が必要なのは、パルスの出力が止まった場合
、エンコーダの検出対象機器が止まったのか、またはエ
ンコーダが故障したのかの判別できるようにするためで
ある。
前記ＡＢ相方式エンコーダの故障検出回路を第４ｂ図に
示す、この故障検出回路の入力は第３ｂ図に示すパルス
とこの反転パルスとからなり、第４ａ図に示すＡ、Ａ、
Ｂ、Ｂ相信号である。この故障検出回路の出力は前記制
御装置へ入力される。
示す、この故障検出回路の入力は第３ｂ図に示すパルス
とこの反転パルスとからなり、第４ａ図に示すＡ、Ａ、
Ｂ、Ｂ相信号である。この故障検出回路の出力は前記制
御装置へ入力される。
この故障検出回路は通常前記制御装置内に設けられ、検
出対象部に取付けられたエンコーダ検出部からＡ、Ａ、
Ｂ、Ｂ相信号が連絡導線で故障検出回路に入力される。
出対象部に取付けられたエンコーダ検出部からＡ、Ａ、
Ｂ、Ｂ相信号が連絡導線で故障検出回路に入力される。
エンコーダの故障として上記連絡導線の断線した場合を
考える。Ａ相が断線したとすると、今迄Ａ相がＨし、ベ
ルのときはＡ相はＬレベルであったが、断線によってＡ
相はＨレベル又はＬレベルのみを出力するようになる。
考える。Ａ相が断線したとすると、今迄Ａ相がＨし、ベ
ルのときはＡ相はＬレベルであったが、断線によってＡ
相はＨレベル又はＬレベルのみを出力するようになる。
するとＥＸＯＲＩＯの出力は、故障前はＨレベルを出力
していたがＨレベルとＬレベルを出力するようになる。
していたがＨレベルとＬレベルを出力するようになる。
Ｂ、Ｂ相は正常とすればＥＸＯＲＩＩの出力はＨレベル
であり、故障前のＡＮＤ１２の出力はＨレベルであった
が、ＨレベルとＬレベルが交互に出るようになり断線を
検出できる。Ｂ、Ｂ相のいずれかの断線がＡ相と同時に
発生した場合、ＥＸＯＲＩＩの出力もＬレベルになり、
ＡＮＤ１２の出力はやはりＬレベルになるのでこれによ
り断線の検出ができる。同様に、Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂ相の少
なくとも１つ以上が断線すれば、ＡＮＤ１２の出力はＬ
レベルとなるので断線の検出ができる。
であり、故障前のＡＮＤ１２の出力はＨレベルであった
が、ＨレベルとＬレベルが交互に出るようになり断線を
検出できる。Ｂ、Ｂ相のいずれかの断線がＡ相と同時に
発生した場合、ＥＸＯＲＩＩの出力もＬレベルになり、
ＡＮＤ１２の出力はやはりＬレベルになるのでこれによ
り断線の検出ができる。同様に、Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂ相の少
なくとも１つ以上が断線すれば、ＡＮＤ１２の出力はＬ
レベルとなるので断線の検出ができる。
上記従来技術においては、エンコーダ検出部と故障検出
回路とを結ぶ連絡導線の断線は検出できるが、エンコー
ダそのものの故障つまりＡ、Ａ相またはＢ、Ｂ相の信号
は互いに相対関係（一方がＨレベルなら他方はＬレベル
）を保ったままパルスを発生しなくなる故障に対しては
、故障検出回路は故障信号を出力できず故障の検出がで
きなかった。
回路とを結ぶ連絡導線の断線は検出できるが、エンコー
ダそのものの故障つまりＡ、Ａ相またはＢ、Ｂ相の信号
は互いに相対関係（一方がＨレベルなら他方はＬレベル
）を保ったままパルスを発生しなくなる故障に対しては
、故障検出回路は故障信号を出力できず故障の検出がで
きなかった。
本発明の目的は、エンコーダよりパルス出力が発生しな
い場合、これがエンコーダの故障によるものか否かを迅
速に検出できるエンコーダを提供することにある。
い場合、これがエンコーダの故障によるものか否かを迅
速に検出できるエンコーダを提供することにある。
上記課題ｌは、被検出部の運動に対応して互いに所定の
位相差を有する３相パルスを出力するパルス出力部と、
該３相パルスの高レベル、低レベルのいずれかのレベル
が３相共一致することを検出する検出手段を備えたパル
スエンコーダによって解決される。
位相差を有する３相パルスを出力するパルス出力部と、
該３相パルスの高レベル、低レベルのいずれかのレベル
が３相共一致することを検出する検出手段を備えたパル
スエンコーダによって解決される。
本発明によるエンコーダの一実施例を第１ａ図〜第１ｃ
図を用いて説明する。
図を用いて説明する。
第１ ａ 図は、３相パルス工ンコーダ検出部の発生す
る各パルス波形と相互の位相差を示しており、下側の数
字は、この３相パルスのＨレベルとＬレベルの組合せに
よって生じる６つの状態を１から６の数値で表わしたも
のである。例えば１の状態ではＡ相とＣ相がＨレベルＢ
相がＬレベルである。
る各パルス波形と相互の位相差を示しており、下側の数
字は、この３相パルスのＨレベルとＬレベルの組合せに
よって生じる６つの状態を１から６の数値で表わしたも
のである。例えば１の状態ではＡ相とＣ相がＨレベルＢ
相がＬレベルである。
第１ｂ図は、Ａ相が故障し、ＨレベルＡＨまたはＬレベ
ルＡＬの状態を保持した状態でパルスを発生しなくなっ
た状態を示す、この場合は下側の数値７で示す状態では
Ａ、Ｂ、Ｃ相共にＨレベルとなり、また数値０で示す状
態ではＡ、Ｂ、Ｃ相共にＬレベル状態となり、第１ａ図
では発生しない状態となる。
ルＡＬの状態を保持した状態でパルスを発生しなくなっ
た状態を示す、この場合は下側の数値７で示す状態では
Ａ、Ｂ、Ｃ相共にＨレベルとなり、また数値０で示す状
態ではＡ、Ｂ、Ｃ相共にＬレベル状態となり、第１ａ図
では発生しない状態となる。
第１ｃ図は、第１ｂ図の数値Ｏ又は７で示す異常状態を
検出するための故障検出回路の一例を示したものである
。その動作を説明すると、第１ａ図に示す正常な状態に
おいては、Ａ、Ｂ、Ｃ相のうち少なくとも１相は他の２
つの相と異ったレベルｉなることから、ＡＮＤゲート１
３、ＮＯＲゲート１４は共にＬレベルとなり、ＯＲゲー
ト１５の出力はＬレベルとなるが、第１ｂ図の数値７で
示すように３相すべてがＨレベルとなるとＡＮＤゲート
１３の出力はＨレベル、ＮＯＲゲート１４の出力はＬレ
ベルとなりＯＲゲート１５の出力はＨレベルに変り、ま
た第１ｂ図の数値０で示すように３相すべてがＬレベル
となるとＡＮＤゲート１３の出力はＬレベル、ＮＯＲゲ
ート１４の出力はＨレベルとなりＯＲゲート１５の出力
はやはりＨレベルとなる。これにより第１ｂ図に示す異
常状態（数値７．０）を検出することができる。
検出するための故障検出回路の一例を示したものである
。その動作を説明すると、第１ａ図に示す正常な状態に
おいては、Ａ、Ｂ、Ｃ相のうち少なくとも１相は他の２
つの相と異ったレベルｉなることから、ＡＮＤゲート１
３、ＮＯＲゲート１４は共にＬレベルとなり、ＯＲゲー
ト１５の出力はＬレベルとなるが、第１ｂ図の数値７で
示すように３相すべてがＨレベルとなるとＡＮＤゲート
１３の出力はＨレベル、ＮＯＲゲート１４の出力はＬレ
ベルとなりＯＲゲート１５の出力はＨレベルに変り、ま
た第１ｂ図の数値０で示すように３相すべてがＬレベル
となるとＡＮＤゲート１３の出力はＬレベル、ＮＯＲゲ
ート１４の出力はＨレベルとなりＯＲゲート１５の出力
はやはりＨレベルとなる。これにより第１ｂ図に示す異
常状態（数値７．０）を検出することができる。
次にＡ相、Ｂ相が故障しＨレベルまたはＬレベルを保持
したままパルスを発生しなくなった場合を考える。この
場合Ａ相はＨレベルを保持したままＢ相はＬレベルを保
持したままということも考えられるが、普通Ａ、Ｂ、Ｃ
相の論理ゲート素子は同じものを使用するので、故障の
場合いずれかのレベルに一義的に決まる。Ａ相、Ｂ相が
共にＨレベルまたはＬレベルを保持し、Ｃ相がＨレベル
またはＬレベルとなれば第１ｂ図で数値７または０で示
した状態を検出することができる。
したままパルスを発生しなくなった場合を考える。この
場合Ａ相はＨレベルを保持したままＢ相はＬレベルを保
持したままということも考えられるが、普通Ａ、Ｂ、Ｃ
相の論理ゲート素子は同じものを使用するので、故障の
場合いずれかのレベルに一義的に決まる。Ａ相、Ｂ相が
共にＨレベルまたはＬレベルを保持し、Ｃ相がＨレベル
またはＬレベルとなれば第１ｂ図で数値７または０で示
した状態を検出することができる。
同様に３相が共に故障すれば、すべてＨレベルまたはＬ
レベルを保持するので第１ｂ図で示す異常状態を検出す
ることができる。
レベルを保持するので第１ｂ図で示す異常状態を検出す
ることができる。
またエンコーダ検出部と故障検出回路を接続する連絡導
線のうち例えばＡ相の導線が切断した場合、Ａ相はＨレ
ベル又はＬレベルのみを表示することになるので上述と
同様にして故障を検出できる。これはいずれが２相、ま
たは３相同時に断線した場合も上述と同様にして故障を
検出できる。
線のうち例えばＡ相の導線が切断した場合、Ａ相はＨレ
ベル又はＬレベルのみを表示することになるので上述と
同様にして故障を検出できる。これはいずれが２相、ま
たは３相同時に断線した場合も上述と同様にして故障を
検出できる。
次に本エンコーダをサーボ機構の誤動作検出装置に用い
た場合を第２図を用いて説明する。
た場合を第２図を用いて説明する。
本サーボ機構は、制御装置１、制御装置１の指令値と制
御対象の検出値との偏差をとり出す偏差カウンタ２、偏
差カウンタ２の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器３、
Ｄ／Ａ変換器３の出力によ １り制御されるサーボ
モータ駆動装置４、サーボモータ駆動装置４により駆動
されるサーボモータ５、サーボモータ５によって移動す
る送りねじ６、送りねじ６によって移動する機械送り台
７１機機械送台７の移動量を検出する本実施例になるエ
ンコーダ８、偏差カウンタ２の検出値にもとすき制御装
置にフィードバックする偏差カウンタオーバー検出回路
９から構成される。
御対象の検出値との偏差をとり出す偏差カウンタ２、偏
差カウンタ２の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器３、
Ｄ／Ａ変換器３の出力によ １り制御されるサーボ
モータ駆動装置４、サーボモータ駆動装置４により駆動
されるサーボモータ５、サーボモータ５によって移動す
る送りねじ６、送りねじ６によって移動する機械送り台
７１機機械送台７の移動量を検出する本実施例になるエ
ンコーダ８、偏差カウンタ２の検出値にもとすき制御装
置にフィードバックする偏差カウンタオーバー検出回路
９から構成される。
次にこの動作を説明する。制御装置１からの送り速度指
令に応じた指令パルスが偏差カウンタ２に与えられると
、偏差カウンタ２には機械送り台７の移動量に応じた検
出値がエンコーダ８より入力し、前記速度指令値と前記
検出値の偏差を演算する。この偏差値はＤ／Ａ変換器３
に与えられ電圧信号に変えられてサーボモータ駆動装置
４に入力しサーボモータ５を駆動する。偏差カウンタオ
ーバ検出回路９は、偏差カウンタ２の偏差値を入力し、
この偏差値が、一般に過渡応答偏差と定常偏差の和の最
大値を超える場合、または、その時、その時の機械送り
台７の速度に応じて制御装置１が演算する限界値を超え
たとき、誤動作として、制御装置１にフィードバックす
る。
令に応じた指令パルスが偏差カウンタ２に与えられると
、偏差カウンタ２には機械送り台７の移動量に応じた検
出値がエンコーダ８より入力し、前記速度指令値と前記
検出値の偏差を演算する。この偏差値はＤ／Ａ変換器３
に与えられ電圧信号に変えられてサーボモータ駆動装置
４に入力しサーボモータ５を駆動する。偏差カウンタオ
ーバ検出回路９は、偏差カウンタ２の偏差値を入力し、
この偏差値が、一般に過渡応答偏差と定常偏差の和の最
大値を超える場合、または、その時、その時の機械送り
台７の速度に応じて制御装置１が演算する限界値を超え
たとき、誤動作として、制御装置１にフィードバックす
る。
本装置において、エンコーダ８が故障し例えばＡ相のパ
ルスを発生しなくなった場合、第１ｂ図で説明したよう
にＡ相はＨレベル又はＬレベルに固定され、数値７又は
Ｏの状態を示すので直ちに故障の検出ができる。また、
機械送り台７が静止している状態で、エンコーダのＡ相
が故障した場合、機械送り台７が移動を始めると数パル
ス以内の移動で、数値７又は０の状態を示すので故障検
出ができる。以上は１相のみの故障であるが、前述した
ように２相または３相同時に故障しても数値７又は０の
状態を示し数パルス以内で故障を検出することができる
。
ルスを発生しなくなった場合、第１ｂ図で説明したよう
にＡ相はＨレベル又はＬレベルに固定され、数値７又は
Ｏの状態を示すので直ちに故障の検出ができる。また、
機械送り台７が静止している状態で、エンコーダのＡ相
が故障した場合、機械送り台７が移動を始めると数パル
ス以内の移動で、数値７又は０の状態を示すので故障検
出ができる。以上は１相のみの故障であるが、前述した
ように２相または３相同時に故障しても数値７又は０の
状態を示し数パルス以内で故障を検出することができる
。
なお従来のＡＢ相方式の場合、Ａ相が故障したがＡ、Ａ
相の関係を保ったままパルスを発生しなくなった時は、
第３ｂ図に示す論理ゲートでは故障の検出ができない。
相の関係を保ったままパルスを発生しなくなった時は、
第３ｂ図に示す論理ゲートでは故障の検出ができない。
本発明によれば、互に所定の位相差を有する３相パルス
出力部とこの３相のレベルが一致することを検出する検
出手段とを備えたパルスエンコーダにより、エンコーダ
自身の故障も迅速に検出することができる。
出力部とこの３相のレベルが一致することを検出する検
出手段とを備えたパルスエンコーダにより、エンコーダ
自身の故障も迅速に検出することができる。
第１ａ図、第１ｂ図、は本発明の一実施例の作動説明図
、第１ｃ図は第１ｂ図に示す故障状態を検出する論理ゲ
ート図、第２図は第１ａ図〜第１Ｃ図に示す実施例を装
備したサーボ機構のブロック図、第３ａ図は従来のＡＢ
相エンコーダ斜視図。 第３ｂ図は第３ａ図に示すＡＢ相エンコーダの発生する
パルスを示す図、第４ａ図は第３ｂ図のパルスとこの反
転パルスを示す図、第４ｂ図は第４ａ図のパルスの異常
を検出する論理ゲートを示す図である。
、第１ｃ図は第１ｂ図に示す故障状態を検出する論理ゲ
ート図、第２図は第１ａ図〜第１Ｃ図に示す実施例を装
備したサーボ機構のブロック図、第３ａ図は従来のＡＢ
相エンコーダ斜視図。 第３ｂ図は第３ａ図に示すＡＢ相エンコーダの発生する
パルスを示す図、第４ａ図は第３ｂ図のパルスとこの反
転パルスを示す図、第４ｂ図は第４ａ図のパルスの異常
を検出する論理ゲートを示す図である。
Claims (1)
- （１）被検出部の運動に対応して互いに所定の位相差を
有する３相パルスを出力するパルス出力部と、該３相パ
ルスの高レベル、低レベルのいずれかのレベルが３相共
一致することを検出する検出手段とを備えたことを特徴
とするパルスエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4920088A JPH01223311A (ja) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | パルスエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4920088A JPH01223311A (ja) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | パルスエンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01223311A true JPH01223311A (ja) | 1989-09-06 |
Family
ID=12824355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4920088A Pending JPH01223311A (ja) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | パルスエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01223311A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240510A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-09 | Hitachi Ltd | パルスエンコーダ異常検出装置 |
| US8836268B2 (en) | 2011-09-28 | 2014-09-16 | Denso Corporation | Position sensing device, rotational actuator having the same, shift-by-wire system having the rotational actuator, and method for detecting position of movable member |
| JP2023107294A (ja) * | 2022-01-24 | 2023-08-03 | 多摩川精機株式会社 | エンコーダの信号処理装置及びエンコーダの多回転データの生成方法 |
-
1988
- 1988-03-02 JP JP4920088A patent/JPH01223311A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240510A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-09 | Hitachi Ltd | パルスエンコーダ異常検出装置 |
| US8836268B2 (en) | 2011-09-28 | 2014-09-16 | Denso Corporation | Position sensing device, rotational actuator having the same, shift-by-wire system having the rotational actuator, and method for detecting position of movable member |
| JP2023107294A (ja) * | 2022-01-24 | 2023-08-03 | 多摩川精機株式会社 | エンコーダの信号処理装置及びエンコーダの多回転データの生成方法 |
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