JPH05215536A - 位置検出器の断線検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で信頼性の高い、位置検出器の断
線検出方法を提供する。 【構成】 インクリメンタルエンコーダであるパルス発
生器１２の出力パルスをＣＷパルスとＣＣＷパルスにわ
ける第１のパルス分別手段１３と、ＣＷパルスとＣＣＷ
パルスをアップダウンカウントする第１のカウンタ手段
１４とを備えた位置検出器１９のカウンタ手段１４のデ
ータと、上記と同じ機能を有する第２のパルス分別手段
２０と、第２のカウンタ手段２１とを備えたモータ制御
装置２７のカウンタ手段２１のデータとの差が所定値を
こえた時位置検出器が断線であると検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動機や工作機に使用
されるモータの位置検出器の断線を検出する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、位置検出器はロボットなどの自動
機のモータの制御用に広く用いられるようになり信頼性
の向上が必要とされている。特にロボットのようにモー
タや位置検出器を備えた機構が可動する場合にはその配
線が断線する可能性が高く、断線を即座に検出しロボッ
トを停止させる必要がある。

【０００３】以下図面を参照しながら、従来の位置検出
器の断線検出方法の一例について説明する。図７は従来
の位置検出器の断線検出方法の構成を示すものである。
図７において、１は図８にその外観を示すように回転軸
を持つパルス発生器であるインクリメント型エンコーダ
である。インクリメント型エンコーダ１は回転軸を回転
させると図９に示すような１ａ（Ａ相），１ｂ（

【０００４】

【外１】

【０００５】相），１ｃ（Ｂ相），１ｄ（

【０００６】

【外２】

【０００７】相）の４信号を出力する信号１ｂは信号１
ａの否定であり、信号１ｄは信号１ｃの否定である。ま
たインクリメント型エンコーダ１の回転軸が時計方向
（ＣＷ）に回転したときは信号１ａのほうが信号１ｃよ
り位相が進み、反時計方向（ＣＣＷ）に回転したときは
信号１ｃのほうが位相が進む。２，３は排他的論理和回
路（ＥＸ−ＯＲ回路）であり信号１ａと信号１ｂ、信号
１ｃと信号１ｄとが異なるときは信号２ａ，３ａはＨレ
ベルであるが、同じレベルになると信号２ａ，３ａはＬ
レベルになる。４はＮＡＮＤ回路であり信号２ａ，３ａ
のどちらか一方がＬレベルになるとＨレベルが出力され
る。

【０００８】５はリセット付きのフリップフロップ回路
（ＦＦ回路）であり電源オン後はＬレベルであるが信号
４ａの立ち上がりでＨレベルとなる。以上のように構成
された位置検出器の断線検出方法について以下説明す
る。図１０に示すようにインクリメント型エンコーダ１
の信号１ａと１ｂ、１ｃと１ｄは正常時は反対のレベル
であり、ＥＸ−ＯＲ回路２、３の出力２ａ、３ａはＨレ
ベルである。ＮＡＮＤ回路４の出力４ａは常にＬレベル
となり、ＦＦ回路５の出力５ａもＬレベルである。

【０００９】しかし、たとえば信号１ａが断線しＬレベ
ルになったとするとＥＸ−ＯＲ回路２の出力２ａは信号
１ｂと同じになりＮＡＮＤ回路４の出力４ａは信号２ａ
を反転したものとなる。ＦＦ回路５の出力５ａは入力信
号４ａのレベルがＬレベルからＨレベルに変化するとＬ
レベルからＨレベルに変化する。この信号５ａが断線検
出信号としてマイコンに入力されたり、モータを停止す
るのに用いられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、エンコーダの出力信号としてＡ相・（外
１）相、Ｂ相・（外２）相が必要となる。また配線にノ
イズが乗った場合Ａ相・（外１）相・Ｂ相・（外２）相
に同じように乗るために誤って断線検出信号が出力され
るといった問題点を有していた。

【００１１】本発明は上記問題点に鑑み、シリアル通信
とＡ相、Ｂ相信号により位置検出を行う絶対位置検出器
の断線検出において配線を変更することなく、また誤動
作の無い断線検出方法を提供することを目的とするもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の位置検出器の断線検出方法は、パルス発生器
と、第１のパルス分別手段と、第１のカウンタ手段と、
第１のマイコンと、第１のシリアル伝送手段と、電池
と、停電保護手段と、第２のパルス分別手段と、第２の
カウンタ手段と、第２のマイコンと、第２のシリアル伝
送手段と、減算手段と、絶対値化手段と、比較手段とい
う構成を備えたものである。

【００１３】

【作用】本発明は上記構成によってＡ相、Ｂ相信号から
得られる第２のカウンタ手段のデータとシリアル通信に
より第１のマイコンより第２のマイコンに送られてくる
第１のカウンタ手段のデータを減算手段で減算し、絶対
値化手段で絶対値を取り比較手段で前もって決められた
値と比較をし、その値以上の時は断線とするようにした
ものである。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照にしなが
ら説明する。図１は本発明の位置検出器の断線検出方法
の実施例の１のモータ制御装置の構成図である。図１に
おいて、１１はモータ、１２はＡ相・Ｂ相信号を出力す
るパルス発生器であるインクリメント型エンコーダ、１
３は図２に示す回路からなりＡ相・Ｂ相信号をモータの
回転方向別にパルスＣＷ・ＣＣＷに分けるパルス分別回
路、１４はパルス分別回路１３の出力パルスＣＷをカウ
ントアップ、パルスＣＣＷをカウントダウンするアップ
ダウンカウンタ、１５はマイコン、１６はマイコン１５
に接続されパラレルのデータをシリアルデータに変換す
るシリアルＩ／Ｏである。

【００１５】１７は電池、１８は電源の供給がなくなっ
たのを検出しインクリメント型エンコーダ１２・パルス
分別回路１３・アップダウンカウンタ１４・マイコン１
５に電池１７の電圧を供給し電源を切った状態でも位置
検出を行うようにする停電保護回路、以上インクリメン
ト型エンコーダ１２から停電保護回路１８までを位置検
出器１９という。

【００１６】２０はパルス分別回路、２１はアップダウ
ンカウンタ、２２はマイコン、２３はシリアルＩ／Ｏで
ありパルス分別回路２０からシリアルＩ／Ｏ２３までは
位置検出器１９の構成要素と同等のものである。２４は
マイコン２２のデータをパルス幅変調するＰＷＭ回路、
２５はＰＷＭ回路２４の出力を電力に変換しモータ１１
を回転させるモータドライバー、２６は断線検出信号に
よりドライバー２５の出力をモータに送るのを止めるリ
レー、パルス分別回路２０からリレー２６までをモータ
制御装置２７という。

【００１７】以上のように構成された位置検出器の断線
検出方法について以下図面を用いてその動作を説明す
る。まず位置検出器１９は電源入り時はモータ制御装置
２７から、電源を切ったときは電池１７でバックアップ
され常に次のように位置検出を行う。位置検出器１９の
中ではインクリメント型エンコーダ１２の出力信号Ａ・
Ｂから図２に示すパルス分別回路で図３に示すようなそ
れぞれの立ち上がりパルスΔＡ・ΔＢと立ち下がりパル
スΔ（外１）・Δ（外２）が作られる。これらの信号を
以下の演算により回転方向別のパルスＣＷとＣＣＷにす
る。

【００１８】

【数１】

【００１９】このパルスＣＷ・ＣＣＷは図４に示すよう
なアップダウンカウンタ１４のアップパルス・ダウンパ
ルス入力に入れられカウントされる。このアップダウン
カウンタ１４の出力データ（位置データ）はマイコン１
５で常に監視される。

【００２０】マイコン１５の処理のフローチャート図５
に示す。図５においてマイコン１５はステップ１で一定
周期毎にアップダウンカウンタ１４の位置データを読み
込み下位位置データに書き込む。ステップ２で桁上げが
ある場合はステップ３で上位位置データの値に１を加え
ステップ６へ、桁上げのない場合はステップ４で桁下げ
の有無を調べ桁下げのある場合はステップ５で上位位置
データの値から１を引く。ステップ４で桁下げのない場
合はそのままステップ６へいく。ステップ６、７ではシ
リアルＩ／Ｏ２３・１６を通してモータ制御装置２７か
ら位置データを転送する指令が有ればステップ８で位置
データ（上位・下位とも）シリアルＩ／Ｏ１６を通して
転送するのである。ステップ９は１ｍｓｅｃ毎に位置デ
ータを読み込むためのタイマーである。

【００２１】つぎにモータ制御装置の動作についてマイ
コン２２の処理の流れに基づいて説明する。図６はマイ
コン２２のフローチャートである。ステップ１１でカウ
ンタ２１のデータを読み込み位置検出器１９のマイコン
１５のフローチャート（図５）のステップ１からステッ
プ５までと同じ処理をおこないＰｎに書き込む。ステッ
プ２で位置検出器１９の位置データを読み込むための指
令をシリアルＩ／Ｏ２３を通して発行し、ステップ１３
で位置検出器１９のシリアルＩ／Ｏ１６からのデータを
待つ。

【００２２】位置検出器１９から位置データが送られる
とシリアルＩ／Ｏを通して読み込みＱｎとする（ステッ
プ１４）。ステップ１５でＰｎとＱｎの差をとりΔＰｎ
とし、ステップ１６で絶対値｜ΔＰｎ｜を求め、ステッ
プ１７で｜ΔＰｎ｜が前もって記憶されていた値Ｎより
小さいときはステップ１８でモータ制御演算を行いその
結果をステップ１９でＰＷＭ回路２４に出力する。ステ
ップ１７で｜ΔＰｎ｜が前もって記憶されていた値Ｎよ
り大きいときはステップ２０で断線検出信号を発生させ
リレー２６をオフにする。

【００２３】ステップ２１はモータ制御演算時に正確な
速度を得るために０．５ｍｓｅｃごとにアップダウンカ
ウンタ２１の値を読み込むためのタイマーである。以上
のように本実施例によればモータ制御装置２７のマイコ
ン２２の処理に位置検出器１９の位置データＱｎをシリ
アル通信により読み込み、モータ制御装置２７のアップ
ダウンカウンタ２１から作られた位置データＰｎから減
算し、その絶対値｜ΔＰｎ｜が前もって記憶されていた
値より大きいときは断線と判断しモータ１１に流れる電
流を切ることにより位置検出器の出力Ａ・Ｂが断線した
場合に即座にモータの回転を止め暴走を未然防ぐことが
できる。

【００２４】またステップ１３の受信データ待を一定時
間行いそれを過ぎると断線と判断することによりモータ
制御装置から位置検出器へ供給している電源線やシリア
ル通信線の断線やマイコン１５の暴走によるモータの暴
走を防ぐことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は、位置検出器と、
制御装置と、前記制御装置の第２のカウンタ手段のデー
タと前記位置検出器の第１のカウンタ手段のデータとの
差をとる減算手段と、前記減算手段の結果の絶対値をと
る絶対値化手段と、前記絶対値化手段の結果を前もって
記憶されている値と比較しその値より大きい場合に前記
マイコン２に断線検出信号を出力する比較手段とを設け
ることにより、モータの断線を即座に検出しモータを停
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置検出器の断線検出方法の一実施例
の構成図

【図２】パルス分別回路の構成図

【図３】パルス分別回路の信号波形図

【図４】アップダウンカウンタの回路図

【図５】位置検出器１９のマイコン１５の処理フローチ
ャート

【図６】モータ制御装置２７のマイコン２２の処理フロ
ーチャート

【図７】従来の位置検出器の断線検出方法の構成図

【図８】インクリメント型エンコーダの外観図

【図９】インクリメント型エンコーダの出力波形図

【図１０】従来の位置検出器の断線検出方法の信号波形
図

【符号の説明】

１２ パルス発生器 １３ 第１のパルス分別手段 １４ 第１のカウンタ手段 １５ 第１のマイコン １６ 第１のシリアル伝送手段 １７ 電池 １８ 停電保護手段 ２０ 第２のパルス分別手段 ２１ 第２のカウンタ手段 ２２ 第２のマイコン ２３ 第２のシリアル伝送手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動量に比例し位相の９０度異なる２信
   号を発生するパルス発生器と、前記パルス発生器の信号
   を移動方向別に分ける第１のパルス分別手段と、前記第
   １のパルス分別手段の出力パルスをカウントし位置を算
   出する第１のカウンタ手段と、前記第１のカウンタ手段
   のデータを読み込む第１のマイクロコンピュータ（以下
   マイコンという）と、前記第１のマイコンに接続され第
   １のカウンタ手段のデータをシリアル信号に変換し伝送
   する第１のシリアル伝送手段と、電池と、前記第１のマ
   イコンの電圧を監視し電圧が低下したときに前記パルス
   発生器、前記第１のパルス分別手段、前記第１のカウン
   タ手段、前記第１のマイコンに前記電池から電圧を供給
   する停電保護手段と、前記パルス発生器の信号を移動方
   向別に分ける第２のパルス分別手段と、前記第２のパル
   ス分別手段の出力パルスをカウントし位置を算出する第
   ２のカウンタ手段と、前記第２のカウンタ手段のデータ
   を読み込む第２のマイコンと、前記第２のマイコンの指
   令などのデータをシリアル信号に変換し伝送する第２の
   シリアル伝送手段とを備え、第２のカウンタ手段のデー
   タと第１のカウンタ手段のデータとの差の絶対値が前も
   って記憶されている所定値より大きい場合に断線である
   と検出することを特徴とする位置検出器の断線検出方
   法。