JPH01272914A - 絶対位置検出器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は工作機械等の位置制御に使用する絶対位置検
出器に関し、特にバッテリによりバックアップしている
ときの消費電力を軽減した絶対位置検出器に関するもの
である。

［従来の技術］ 第５図は従来の絶対位置検出器（以下、単に検出器と記
す）の構成を示すブロック図で、図において、（１３）
はＡ、Ｂ、Ｚ相を有するエンコーダ、（１４）はＩＸ（
２極）レゾルバ、（１５）は回転検出部である。（１６
）はエンコーダ（１３）、レゾルバ（１４）及び回転検
出部（１５）を含む検出器本体である。回転検出部（１
５）からは、軸（１８）の１回転毎にＡ相パルス、Ｂ相
パルス（第６図信号２，３）を発生する。

Ａ相、Ｂ相パルスを受けた信号処理回路（１７）は軸（
１８）の回転方向も判別して１回転に２個のパルスをア
ップ・ダウンカウンタ（以下、単にカウンタと記す）（
３）に送る機能を有している。

なお、この明細書では（１３）　、　（１４）及び（１
５）からなる部分（１６）を検出器本体と称し、また検
出器本体（１６）に信号処理回路（１７）とカウンタ（
３）を含めたものを検出器と称することにする。

第５図では回転検出部までが検出器本体内にあって、信
号処理回路（１７）、カウンタ（３）は検出器外に置れ
ているが、これ等の回転の回数を検出する要素が検出器
本体の内部におかれる場合もあり得る。

第６図は従来品の機能を説明するために、検出器が有す
る信号を示した波形図である。

信号１はレゾルバＩ　Ｘ　（１４）による位置情報を示
し、１回転毎にサイクリックにくり返す信号である。即
ち１回転以内の絶対位置が検出できる。信号２，３は入
力軸１回転に１個のパルスであり、Ａ相、Ｂ相パルスは
９０°　（パルス巾の１７２）の位相差を有する信号で
あり、この信号は信号処理回路（１７）によってＡ相か
Ｂ相かどちらか一方のパルス幅の両端から立上り、立下
りの信号６を発生する。

この信号６と他の相（Ａ相で信号６を作れば、Ｂ相）の
パルスのＨレベル、Ｌレベルと組合せて、正転パルス、
逆転パルスを作り、これをカウンタ（３）でカウントす
ることにより、軸（１８）の回転方向と回転の回数の検
出を行っている。

また１、この回転方向と回転の回数の検出値とレゾルバ
の出力信号とに基づいて絶対位置の検出を行っている。

なお信号５はＺ相パルスで本来は原点復帰時のグリッド
点となる信号である。この信号５は信号６と信号１との
関係において、レゾルバからの位置信号１の多少のドリ
フトのため、信号１と信号６による合成位置データの読
み取り誤差に基づく１回転の読み間違いをなくすために
も使用されている。

このＺ相パルスについて、もう少し説明を加えると以下
のようになる。即ち、電源断中に、第７図に示すように
、■のパルスのごく近傍ａかられずか動かして■パルス
を越えて同じく■パルスの近傍すで停止した場合と、■
パルスの近傍すより■パルスを越えて■パルスの極近傍
（■パルスは越えない）まで動かして停止し場合は、い
づれも１パルスの増加があり、且つレゾルバの読みは同
一　　３　− じとなり（誤差範囲で）両者の区分がつがない。

そこで、２相パルスをＡ相パルス、Ｂ相パルスに重なら
ない位置に設け、このＺ相パルスとの関係を見ることに
より、間違いのない回転の回数の情報を得る様にしたも
のである。

所で、信号１は電源の接（ＯＮ）、断（ＯＦＦ）に関係
なく保持されるが、信号２．３から得る軸（１８）の回
転の回数の情報は、少なくとも、信号２，３であるＡ相
、Ｂ相パルスの発生回路としての回転検出部（１５）、
Ａ相、Ｂ相パルスの処理回路（１７）、データをカウン
トするカウンタ（３）までは常時正常に動作する様に保
たれなければ正しい情報にはならない。

従ってこの部分はバッテリによるバックアップが行なわ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の検出器は以上のように構成されているので、絶対
位置の検出は可能にしたが、電源ＯＦＦ時は常にバッテ
リ・バックアップをしているので、電池の消耗が著しく
、長時間電源を叶Ｆしているには、電池の取り替えを要
し、電池の費用、交換の手間が大きいという問題点があ
った。

この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
ので、絶対位置の検出が可能で且つ消費電力を減少させ
、電源ＯＦＦ時のコスト、メインテナンスの改善を実現
させた検出器を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る検出器は、パルス発生回路を設け、電源
ＯＦＦの間は、Ａ相パルスＢ相パルス発生回路及び回転
方向と回転の回数を検出する回路を、パルス発生回路か
らのパルスに応答して動作するようにしたものである。

［作　用］ この発明においては、入力軸の回転の回数の検出に係る
回路全体にパルス化した電力が供給されるので消費され
る平均電力はパルスのＯＮ期間の１サイクルに対する比
に比例して減少することになる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において（１）は軸（１８）の回転を検出する部分で
軸（１８）１回転で夫々１個のＡ相パルス、Ｂ相パルス
を発生するＡ相パルスＢ相パルス発生回路としての回転
検出信号発生回路である。（２）はＡ、Ｂ相パルスより
軸の正逆転の判別を行い、１回転につき２個のパルスを
発生させる信号処理回路で、このパルスがカウンタ（３
）でカウントされ回転の回数のデータとなる。即ち、信
号処理回路（２）とカウンタ（３）により、Ａ相パルス
Ｂ相パルスに基づいて回転方向と回転の回数を検出する
回路が構成されている。（１）〜（３）の回路は、第５
図の従来装置と同様に電源断時においても、バッテリ（
電池）（６）でバックアップされているが、消費電力の
軽減のため、回転検出信号発生回路（１〉にパルス化し
た断続電力が加えられている。

このパルス化は電ツノ増幅器（５−２）を介し、パルス
発生回路（４）から得られるパルスに応答した電力供給
で行なわれる。なお、切換器（５−１）は電源（７）の
ＯＮ時には供給電力のパルス化を中止し、連続した電力
の供給方式にする切換え装置で、ゲート回路で構成する
ことができる。

第１図において１点鎖線で囲まれた範囲がバッテリバッ
クアップされているが、この枠内全べてか検出器本体内
に存在することもあるし、一部分は外部に設けられる場
合も当然あり得る。

次に、この発明の実施例の動作を第２図に基づいて述べ
る。パルス発生回路（４）の出力パルスＣは信号処理回
路（２）と、電力増幅されて回転検出信号発生回路（１
）へ与えられる。第２図ではパルス発生回路（４）の出
力パルスはＣとして、又回転検出信号発生回路（１）の
出力パルスはＡとして書かれていて、信号Ａは信号Ｃよ
り必ず僅かではあるが遅れている。従って信号処理回路
（２）では、信号Ａと信号Ｃを使用し、信号Ｃの立下り
時の信号Ａの状態（ＨレベルかＬレベルか）を、読み込
むことで信号Ｇを復元させ、これを微分回路に与え、適
当な処理をして立上り、立下りの２つのパルスを作って
いる。なお信号りは後述する第４図に示す回路で作られ
る正転パルスである。

第４図は第１図の信号処理回路（２）の部分的構成を示
しており、信号処理回路（２）に入った連続したパルス
（信号Ｇ）は立上りと立下りの２個のパルスにされる。

第４図ではＡ相パルスを用いた例であるが、Ｂ相を使う
こともできる。信号Ｇから作られた前記２つのパルスは
、他の相のパルス（第４図ではＢ相パルス）のＨ，Ｌレ
ベルを組合せて、ゲート回路で正転パルス逆転パルスを
作りカウンタ（３）でその値をカウントし回転の回数の
データを得ている。

パルス発生回路（４）の出力パルスは、回転検出信号Ａ
相パルスＢ相パルスの情報を正確に伝えるため高い周波
数が望ましいが、余り高い周波数は技術的にも問題が出
てくる。しかし、この回転検出信号人相、Ｂ相パルスは
夫々１回転に１回のパルスを出すものであり、又本来バ
ッテリでバックアップしている場合は停止しているもの
であり、高い周波数は不要であるので、ｌ０ＫＨ２以上
の周波数は必要ない。又信号ＣのＯＮ時間１１は小さい
程、消費電力は減少するが余り幅を狭くすると別の意味
での技術的問題も出るので、１μｓｅｃ以上が好ましい
。即ち、信号Ｃがｌ０ＫＩＩＺでＯＮ期間ｔ１は最小１
μｓｅとし、最大幅としては周囲状況によって決めるこ
とになるが信号Ｃのサイクルの５０％あれば充分と云え
る。

第３図はパルス発生回路の変形例を示すブロック図で、
ここでは軸（１８）の回転速度を、例えば前記人相、Ｂ
相パルスなどから知り、この速度信号によって、適宜パ
ルス発生回路（４）の出力パルス周波数とパルス幅を変
える様にしたものである。

第３図の周波数及びパルス幅切換器（１０）は発振器か
らの出力パルスを種々の分周比で分周を行うと共にパル
ス幅を変え、これを速度信号に基づきスイッチで選定す
るものであるが、目的によっては速度信号の連続的変化
に応じ周波数及びパルス幅を連続的に変えるシステムも
考えられる。

回転検出信号であるＡ相パルス、Ｂ相パルス（信号２．
３）は１回転に１パルスを発生させるものであるので、
パルスが出ている状態で回転検出信号発生回路（１）が
大きな電力を必要とする状態にする。例えばこの状態で
受光素子がＯＮの状態にするのが好ましい。言いかえる
と、受光素子ＯＮの期間を短く、ＯＦＦの期間が長くな
る様にするのが好ましい。

第１図のブロック図中には切換器（５−１）が含まれて
いるが、前にも述べた様に、電源ＯＮ時においては、パ
ルス化した電力を回転検出信号発生回路（１〉に与える
のでなく、連続した電力に切り換えるものであり運転中
（電源か入っているとき）は、より信頼性の高い連続波
形の電力供給にするものである。

［発明の効果］ 以上の様にこの発明によれば回転検出信号発生回路をパ
ルス化した電力で動作させても、正しい回転検出信号を
得る様に構成したので、電源ＯＦＦ時に必要とするバッ
テリの容量が少なくて済み、バッテリのコスト低下及び
メインテナンスの軽減が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例の動作を説明するための波形図、
第３図はこの発明の一実施例の検出器のパルス発生回路
の変形例を示すブロック図、第４図はこの発明の一実施
例の検出器の信号処理回路の内部を説明するブロック図
、第５図は従来の検出器を示すブロック図、第６図は従
来の検出器の信号出力を示す波形図、第７図は第６図に
おける信号５（Ｚ相パルス）の作用を説明するための波
形図である。 図において、（１）は回転検出信号発生回路（Ａ相パル
スＢ相パルス発生回路）、（２）は信号処理回路、（３
）はカウンタ、（４）はパルス発生回路、（６）はバッ
テリ、（７）は電源、（Ｉ３）はエンコーダ、（１４）
はレゾルバである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力軸の１回転以内の絶対位置が検出できる信号を発生
   するレゾルバと、入力軸が１回転する毎に相互にパルス
   幅の１／２の位相差を有する夫々１個のＡ相パルス及び
   Ｂ相パルスを発生するＡ相パルスＢ相パルス発生回路を
   含んだエンコーダと、前記Ａ相パルス及びＢ相パルスに
   基づいて回転方向と回転の回数を検出する回路とを備え
   、前記Ａ相パルスＢ相パルス発生回路と前記回転方向と
   回転の回数を検出する回路が電源断のときバッテリでバ
   ックアップされている絶対位置検出器において、パルス
   発生回路を設け、前記Ａ相パルスＢ相パルス発生回路及
   び前記回転方向と回転の回数を検出する回路を前記パル
   ス発生回路からのパルスに応答して動作するようにした
   ことを特徴とする絶対位置検出器。