JPH0641853B2 - 多回転式絶対値エンコ−ダ - Google Patents
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- JPH0641853B2 JPH0641853B2 JP61230253A JP23025386A JPH0641853B2 JP H0641853 B2 JPH0641853 B2 JP H0641853B2 JP 61230253 A JP61230253 A JP 61230253A JP 23025386 A JP23025386 A JP 23025386A JP H0641853 B2 JPH0641853 B2 JP H0641853B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、1回転以上の回転数と回転方向を検出する磁
気式1パルスエンコーダと1回転以内の絶対角度を検出
する光学式絶対値エンコーダとが、同一シャフト上に組
み合わせてなり、それぞれの検出信号をもとにして、シ
ャフトの多回転の絶対角度を検出し、エンコーダに供給
される電源がなくなった場合には、外部からの電池電源
等の補助電源より、1パルスエンコーダと1パルスエン
コーダの検出量を計測する電子回路等に電源が供給され
る多回転式絶対値エンコーダに関する。
気式1パルスエンコーダと1回転以内の絶対角度を検出
する光学式絶対値エンコーダとが、同一シャフト上に組
み合わせてなり、それぞれの検出信号をもとにして、シ
ャフトの多回転の絶対角度を検出し、エンコーダに供給
される電源がなくなった場合には、外部からの電池電源
等の補助電源より、1パルスエンコーダと1パルスエン
コーダの検出量を計測する電子回路等に電源が供給され
る多回転式絶対値エンコーダに関する。
第10図はこの種の多回転式絶対値エンコーダの従来例の
構成図である。
構成図である。
1回転以内の絶対角度を検出する光学式絶対値エンコー
ダは、シャフト1に取付けられ、1回転以内の絶対角度
を検出するための回転ディスク2と、これに投光するた
めの発光部LED40と、投光レンズ3と、信号を検出す
るための固定スリット5および受光素子61〜615と、
これらの検出信号を矩形波に波形整形するための波形整
形回路71〜715で構成され、多回転を検出する磁気式
1パルスエンコーダは、シャフト1に取付けられ回転部
に磁石82を具備した回転ディスク81と、この回転数
を検出するための磁気抵抗素子9と、波形整形回路10
と、電源の供給が無くなった場合には、外部からの電池
電源等の補助電源に電源切り換えを行なう電源切換回路
11とで構成されていた。そして、多回転検出用の磁気1
パルスエンコーダは、回転方向を検出するため、電気的
に90゜の位相差がある2相の矩形波信号M1,M2を出力し、
これを受側回路のカウンタ(図示せず)にて計数するこ
とにより多回転を検出していた。また、1回転内の絶対
角度を検出する光学式絶対値エンコーダは、分解能に応
じてG1〜G15(15ビット,32768パルス検出の場合)まで
の出力とし、この信号から絶対値を検出していた。
ダは、シャフト1に取付けられ、1回転以内の絶対角度
を検出するための回転ディスク2と、これに投光するた
めの発光部LED40と、投光レンズ3と、信号を検出す
るための固定スリット5および受光素子61〜615と、
これらの検出信号を矩形波に波形整形するための波形整
形回路71〜715で構成され、多回転を検出する磁気式
1パルスエンコーダは、シャフト1に取付けられ回転部
に磁石82を具備した回転ディスク81と、この回転数
を検出するための磁気抵抗素子9と、波形整形回路10
と、電源の供給が無くなった場合には、外部からの電池
電源等の補助電源に電源切り換えを行なう電源切換回路
11とで構成されていた。そして、多回転検出用の磁気1
パルスエンコーダは、回転方向を検出するため、電気的
に90゜の位相差がある2相の矩形波信号M1,M2を出力し、
これを受側回路のカウンタ(図示せず)にて計数するこ
とにより多回転を検出していた。また、1回転内の絶対
角度を検出する光学式絶対値エンコーダは、分解能に応
じてG1〜G15(15ビット,32768パルス検出の場合)まで
の出力とし、この信号から絶対値を検出していた。
上述した従来の多回転式絶対値エンコーダは、これをロ
ボット等の位置検出器として使用する場合、下記のよう
な問題点がある。
ボット等の位置検出器として使用する場合、下記のよう
な問題点がある。
(1)出力回路の信号数に関する問題点 絶対値信号は通常グレイコードで各ビットごとに出力さ
れるが、例えば15ビット(32768パルス)を検出する場
合、出力信号線が15本、多回転検出信号2本、電源2
本、電池電源1本と、最低でも20本の電線が必要で、最
近の多関節型ロボットにおいては検出器を6軸分(6
台)必要とするため、検出器の電線数だけ、すなわち20
本×6台=120本のリードが最低必要であり、耐ノイズ
向上のため出力方式を第12図に示すように平衡型ライン
ドライバー回路161〜165を採用した場合には絶対値検出
信号数が2倍になるので35本×6台=210本もの電線が
必要になり、受側回路との結線に要する時間が大幅に増
加することやロボットの小型化、信頼性の向上のおいて
大きな問題点となる。
れるが、例えば15ビット(32768パルス)を検出する場
合、出力信号線が15本、多回転検出信号2本、電源2
本、電池電源1本と、最低でも20本の電線が必要で、最
近の多関節型ロボットにおいては検出器を6軸分(6
台)必要とするため、検出器の電線数だけ、すなわち20
本×6台=120本のリードが最低必要であり、耐ノイズ
向上のため出力方式を第12図に示すように平衡型ライン
ドライバー回路161〜165を採用した場合には絶対値検出
信号数が2倍になるので35本×6台=210本もの電線が
必要になり、受側回路との結線に要する時間が大幅に増
加することやロボットの小型化、信頼性の向上のおいて
大きな問題点となる。
(2)外径寸法に関する問題点 絶対値検出精度を向上させるには絶対値エンコーダのビ
ット数を増加させ分解能を向上させる必要があるが、ビ
ット数を増加させるには回転ディスクのトラック数を増
加させる必要があり、回転ディスク径が大きくなり、絶
対値エンコーダの外径が大きくなって小型化が難しい。
ット数を増加させ分解能を向上させる必要があるが、ビ
ット数を増加させるには回転ディスクのトラック数を増
加させる必要があり、回転ディスク径が大きくなり、絶
対値エンコーダの外径が大きくなって小型化が難しい。
(3)長さ寸法温度変動に関する問題点 絶対値エンコーダの投光部の構成としては第10図に示し
たようにLED40と平行光線にするためのコリメータレ
ンズ3を用いる方式と第11図のように絶対値エンコーダ
の1ビットに一対ずつの発受光素子41と61,42と
62,…,415と615を用いる方式の2通りがあ
る。
たようにLED40と平行光線にするためのコリメータレ
ンズ3を用いる方式と第11図のように絶対値エンコーダ
の1ビットに一対ずつの発受光素子41と61,42と
62,…,415と615を用いる方式の2通りがあ
る。
前者の方式は、1つのLEDで発光するためLEDの温度に対
する光量変化が受光素子に影響するので、LEDの温度に
対する光量変化を検出し制御を行なえば温度の影響を小
さくすることができるが、全受光素子をカバーするため
に、外径寸法の大きなレンズが必要となる。これはレン
ズの焦点距離が長くなる原因となり、その結果絶対値エ
ンコーダの長さ寸法が短くできない。
する光量変化が受光素子に影響するので、LEDの温度に
対する光量変化を検出し制御を行なえば温度の影響を小
さくすることができるが、全受光素子をカバーするため
に、外径寸法の大きなレンズが必要となる。これはレン
ズの焦点距離が長くなる原因となり、その結果絶対値エ
ンコーダの長さ寸法が短くできない。
後者の方式においては長さ寸法の問題はなくなるが、各
対になった発受光素子の温度変化を一定にすることがで
きず各検出した信号の温度変化がバラバラになり温度補
償を行なうのがきわめて難しい。
対になった発受光素子の温度変化を一定にすることがで
きず各検出した信号の温度変化がバラバラになり温度補
償を行なうのがきわめて難しい。
(4)周波数特性に関する問題点 従来の絶対値エンコーダは、第10図に示したように15ビ
ットの場合、各ビット毎の受光素子61〜615と波形整
形回路71〜715の計15組ずつ必要であるが光量や受光
素子の感度にバラツキがあるため、各検出信号の周波数
特性が一致せず、シャフトが高速回転した場合、グレイ
コードの位相がずれたり、信号がなくなるということが
あり、絶対値エンコーダは停止状態に近い低速回転数で
しか使用できず絶対値エンコーダをサーボコントロール
ループに入れコントロールすることは難しい。
ットの場合、各ビット毎の受光素子61〜615と波形整
形回路71〜715の計15組ずつ必要であるが光量や受光
素子の感度にバラツキがあるため、各検出信号の周波数
特性が一致せず、シャフトが高速回転した場合、グレイ
コードの位相がずれたり、信号がなくなるということが
あり、絶対値エンコーダは停止状態に近い低速回転数で
しか使用できず絶対値エンコーダをサーボコントロール
ループに入れコントロールすることは難しい。
このように従来の多回転絶対値エンコーダは、(1)〜(4)
に述べたようにさまざまの問題点があり、小型で、高速
回転、高信頼性の多回転式絶対値エンコーダを製作する
ことが困難であった。
に述べたようにさまざまの問題点があり、小型で、高速
回転、高信頼性の多回転式絶対値エンコーダを製作する
ことが困難であった。
本発明の多回転式絶対値エンコーダは、 電源投入時に、電源電圧が所定の電圧値に到達したかど
うか検出する電源電圧検出回路と、所定電圧以上の電源
電圧になった時、初めに多回転の回転数を受側回路にシ
リアル伝送し、その後、1回転以内の絶対角度を電気的
に90゜位相差をもった2相矩形波信号で送る制御回路を
有する。
うか検出する電源電圧検出回路と、所定電圧以上の電源
電圧になった時、初めに多回転の回転数を受側回路にシ
リアル伝送し、その後、1回転以内の絶対角度を電気的
に90゜位相差をもった2相矩形波信号で送る制御回路を
有する。
本発明の多回転式絶対値エンコーダは、光学式絶対値エ
ンコーダの回転ディスクには1スリットの最少スリット
(MSB)がなく、2スリット目からコードパターンが構成
されており、最少スリットの1スリットは磁気エンコー
ダで検出したパルスを使用することを特徴とする。
ンコーダの回転ディスクには1スリットの最少スリット
(MSB)がなく、2スリット目からコードパターンが構成
されており、最少スリットの1スリットは磁気エンコー
ダで検出したパルスを使用することを特徴とする。
本発明の多回転式絶対値エンコーダは、光学式絶対値エ
ンコーダの回転ディスクの各スリットトラックが、LED
が発光できる面積に相当するグループに分割され、その
グループ内に透明部だけのリファレンストラックが設け
られ、検出信号を矩形波に変換する場合には、このリフ
ァレンストラックの出力信号を基準にして、矩形波出力
に変換することを特徴とする。
ンコーダの回転ディスクの各スリットトラックが、LED
が発光できる面積に相当するグループに分割され、その
グループ内に透明部だけのリファレンストラックが設け
られ、検出信号を矩形波に変換する場合には、このリフ
ァレンストラックの出力信号を基準にして、矩形波出力
に変換することを特徴とする。
本発明の多回転式絶対値エンコーダは、光学式絶対値エ
ンコーダの検出信号とインクリメンタルエンコーダとし
て動作する最大分解能をもつ信号から1回転に1回の基
準パルスを合成し、出力することを特徴とする。
ンコーダの検出信号とインクリメンタルエンコーダとし
て動作する最大分解能をもつ信号から1回転に1回の基
準パルスを合成し、出力することを特徴とする。
(1)電源投入時、電源電圧が所定の電圧に到達したかど
うかを検出し、所定の電圧以上になったとき多回転の回
転数と絶対値検出信号を受側回路にシリアル伝送(調歩
同期式、独立同期式)することにより、信号数がA,B
チャンネルのみで良いので、今までの絶対値エンコーダ
に比べて大幅に電線の本数を少なくすることができ、そ
の結果、リード断線や結線ミスが減少し、信頼性が向上
する。
うかを検出し、所定の電圧以上になったとき多回転の回
転数と絶対値検出信号を受側回路にシリアル伝送(調歩
同期式、独立同期式)することにより、信号数がA,B
チャンネルのみで良いので、今までの絶対値エンコーダ
に比べて大幅に電線の本数を少なくすることができ、そ
の結果、リード断線や結線ミスが減少し、信頼性が向上
する。
(2)絶対値エンコーダの最少スリット部のトラックをな
くし、磁気エンコーダ部の1パルスを流用することによ
り、絶対値エンコーダの回転ディスク径を小さくでき、
エンコーダを小型にすることができる。
くし、磁気エンコーダ部の1パルスを流用することによ
り、絶対値エンコーダの回転ディスク径を小さくでき、
エンコーダを小型にすることができる。
(3)光学式絶対値エンコーダの回転ディスクの各スリッ
トトラックをLEDが発光できる面積に相当するグループ
に分割し、そのグループ内に透明部だけのリファレンス
トラックをもうけ、この検出電圧と信号電圧を比較する
ことにより、温度変動の影響が小さく、エンコーダの長
さ寸法も短くすることができる。
トトラックをLEDが発光できる面積に相当するグループ
に分割し、そのグループ内に透明部だけのリファレンス
トラックをもうけ、この検出電圧と信号電圧を比較する
ことにより、温度変動の影響が小さく、エンコーダの長
さ寸法も短くすることができる。
(4)光学式絶対値エンコーダの検出信号とインクリメン
タルエンコーダとして動作する最大分解能をもつ信号か
ら1回転に1回の基準パルスを合成し、出力することに
より、このパルス数を常時チェックすれば、伝送途中の
ノイズによってエンコーダが誤動作しているかどうか検
出することができ、信頼性が向上する。
タルエンコーダとして動作する最大分解能をもつ信号か
ら1回転に1回の基準パルスを合成し、出力することに
より、このパルス数を常時チェックすれば、伝送途中の
ノイズによってエンコーダが誤動作しているかどうか検
出することができ、信頼性が向上する。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第1図は本発明の多回転式絶対値エンコーダの一実施例
の構成図、第2図は第1図の実施例におけるAチャンネ
ル出力、Bチャンネル出力の信号形態を示す図である。
1回転以内の絶対角度を検出する光学式絶対値エンコー
ダは、シャフト1に取付けられ、1回転以内の絶対角度
を検出するための回転ディスク2と、これに投光するた
めのLED4と、固定スリット5と、受光素子のフォトダ
イオードアレイ6と、これらの検出信号を矩形波に波形
整形するための波形整形回路71〜715から構成され、
多回転を検出するための磁気エンコーダは、回転部に磁
石82を具備した回転ディスク81と、この回転数を検
出するための磁気抵抗素子9と、波形整形回路10と、電
源の供給がなくなった場合には外部からの電池電源に切
り換えを行なう電源切換回路14と、電池電源が無くなっ
た場合には蓄電した電気により回路を駆動する大容量コ
ンデンサ15と、電源電圧を検出する電圧検出回路13と、
多回転の検出信号をカウントし、数値を保持しておくた
めのマイクロコンピュータを内蔵した制御回路12と、電
源投入後には、多回転検出信号と1回転以内の絶対値信
号をAチャンネル、Bチャンネル、Zチャンネルの信号
としてそれぞれシリアル伝送するためのゲートアレイを
含む制御回路17と、これらの信号を受側回路に送るため
の平衡形ラインドライバー回路16から構成されている。
の構成図、第2図は第1図の実施例におけるAチャンネ
ル出力、Bチャンネル出力の信号形態を示す図である。
1回転以内の絶対角度を検出する光学式絶対値エンコー
ダは、シャフト1に取付けられ、1回転以内の絶対角度
を検出するための回転ディスク2と、これに投光するた
めのLED4と、固定スリット5と、受光素子のフォトダ
イオードアレイ6と、これらの検出信号を矩形波に波形
整形するための波形整形回路71〜715から構成され、
多回転を検出するための磁気エンコーダは、回転部に磁
石82を具備した回転ディスク81と、この回転数を検
出するための磁気抵抗素子9と、波形整形回路10と、電
源の供給がなくなった場合には外部からの電池電源に切
り換えを行なう電源切換回路14と、電池電源が無くなっ
た場合には蓄電した電気により回路を駆動する大容量コ
ンデンサ15と、電源電圧を検出する電圧検出回路13と、
多回転の検出信号をカウントし、数値を保持しておくた
めのマイクロコンピュータを内蔵した制御回路12と、電
源投入後には、多回転検出信号と1回転以内の絶対値信
号をAチャンネル、Bチャンネル、Zチャンネルの信号
としてそれぞれシリアル伝送するためのゲートアレイを
含む制御回路17と、これらの信号を受側回路に送るため
の平衡形ラインドライバー回路16から構成されている。
次に、本実施例の動作を説明する。
まず、この多回転式磁気エンコーダに電池電源により電
圧を供給する。この電圧はダイオードD1を通り、多回
転を検出するための磁気エンコーダと多回転数信号をカ
ウント保持しておくためのマイクロコンピュータを内蔵
した回路12等に電源電圧として供給される。つまり電源
が入っていない状態(たとえば停電時の状態も含む)に
おいてもシャフト1の回転数を検出していることにな
る。
圧を供給する。この電圧はダイオードD1を通り、多回
転を検出するための磁気エンコーダと多回転数信号をカ
ウント保持しておくためのマイクロコンピュータを内蔵
した回路12等に電源電圧として供給される。つまり電源
が入っていない状態(たとえば停電時の状態も含む)に
おいてもシャフト1の回転数を検出していることにな
る。
次に、電源電圧が供給されると絶対値エンコーダ等の各
回路には電源電圧として供給されるとともにダイオード
D2より大容量コンデンサ15に充電される。また、ダイ
オードD3を通って磁気エンコーダ回路の各回路に電源
が供給される。ここで、電源電圧を5〔V〕,電池電源
電圧を3〔V〕,各ダイオードD1〜D3の順方向電圧
降下を0.7〔V〕とすれば、磁気エンコーダに加わる電
源電圧V1は、5-0.7×2=3.6〔V〕となり電池電圧3
〔V〕より大きくなって、ダイオードD1は逆バイアス
状態になり、電源が加わっている状態においては、電池
電源から電流を供給しなくても良くなるので電池寿命が
長くなるという特徴を持った回路構成になっている。
回路には電源電圧として供給されるとともにダイオード
D2より大容量コンデンサ15に充電される。また、ダイ
オードD3を通って磁気エンコーダ回路の各回路に電源
が供給される。ここで、電源電圧を5〔V〕,電池電源
電圧を3〔V〕,各ダイオードD1〜D3の順方向電圧
降下を0.7〔V〕とすれば、磁気エンコーダに加わる電
源電圧V1は、5-0.7×2=3.6〔V〕となり電池電圧3
〔V〕より大きくなって、ダイオードD1は逆バイアス
状態になり、電源が加わっている状態においては、電池
電源から電流を供給しなくても良くなるので電池寿命が
長くなるという特徴を持った回路構成になっている。
次に、各部について詳細に説明する。
電源電圧が供給されると電圧検出回路13が動作し、制御
回路17と12に信号を送り、制御回路17が動作して、初め
にシャフト1の多回転検出信号を調歩同期信号でAチャ
ンネル信号にシリアルデータとして受側回路に伝送す
る。本実施例においては8キャラクタのアスキー(ASCI
I)コード;9600ボーにて伝送している。そして2番目に
絶対値エンコーダで検出した絶対値信号をA,Bチャン
ネルのインクリメンタルパルスとして、受側回路に伝送
する(第2図)。受側回路においては、この2つの信号
から多回転した絶対位置が検出できるわけである。ま
た、伝送後は従来どうり、A,Bチャンネルの2相パル
スで伝送することによりインクリメンタルエンコーダに
よる位置決めを行なうことができる。
回路17と12に信号を送り、制御回路17が動作して、初め
にシャフト1の多回転検出信号を調歩同期信号でAチャ
ンネル信号にシリアルデータとして受側回路に伝送す
る。本実施例においては8キャラクタのアスキー(ASCI
I)コード;9600ボーにて伝送している。そして2番目に
絶対値エンコーダで検出した絶対値信号をA,Bチャン
ネルのインクリメンタルパルスとして、受側回路に伝送
する(第2図)。受側回路においては、この2つの信号
から多回転した絶対位置が検出できるわけである。ま
た、伝送後は従来どうり、A,Bチャンネルの2相パル
スで伝送することによりインクリメンタルエンコーダに
よる位置決めを行なうことができる。
〔磁気エンコーダの検出部および大容量コンデンサ15〕 第3図は磁気エンコーダの波形整形回路の回路図、第4
図はその出力パルスM1,M2の波形図である。図からわか
るように、パルスM1(M2)は磁気抵抗素子2MR,4MR(1MR 3M
R)の差動出力を検出したもので、消費電力が非常に小さ
いプログラマブル演算増幅器1IC,2ICにて波形整形を行
なっている。また、消費電力を小さくするために磁気抵
抗素子1MR〜4MRも数百KΩという高抵抗のものを使用
し、さらに直列に高抵抗R1,R2を接続し、回路の消費電
力化をはかり、電池寿命をのばすように工夫が施されて
いる。また、制御回路12についても消費電流を極力押え
るためCMOS型のマイクロコンピュータをはじめCMOS型の
制御素子を駆使して低消費電流化を行なったため消費電
流が停止時に10μA程度になっている。また、大容量コ
ンデンサ15を用いているため、コンデンサ容量として
〔F〕という大容量を用いれば、電源や電池電源がなく
なっても100時間以上動作が可能である。このことは、
4日間以上工場のライン変更によるロボットの移動があ
っても絶対値を保持しているから、ただちに再スタート
ができる。
図はその出力パルスM1,M2の波形図である。図からわか
るように、パルスM1(M2)は磁気抵抗素子2MR,4MR(1MR 3M
R)の差動出力を検出したもので、消費電力が非常に小さ
いプログラマブル演算増幅器1IC,2ICにて波形整形を行
なっている。また、消費電力を小さくするために磁気抵
抗素子1MR〜4MRも数百KΩという高抵抗のものを使用
し、さらに直列に高抵抗R1,R2を接続し、回路の消費電
力化をはかり、電池寿命をのばすように工夫が施されて
いる。また、制御回路12についても消費電流を極力押え
るためCMOS型のマイクロコンピュータをはじめCMOS型の
制御素子を駆使して低消費電流化を行なったため消費電
流が停止時に10μA程度になっている。また、大容量コ
ンデンサ15を用いているため、コンデンサ容量として
〔F〕という大容量を用いれば、電源や電池電源がなく
なっても100時間以上動作が可能である。このことは、
4日間以上工場のライン変更によるロボットの移動があ
っても絶対値を保持しているから、ただちに再スタート
ができる。
発光素子はLEDを使用しているが、第10図、第11図で述
べた方式では、それぞれ問題があるため、第1図に示し
たように15ビットの場合、3つのLED4を用いて発光場
所をグループ化して発光している。また、グループ化し
た場合、発光の中心部と周辺部において光が平行でない
と、正確な検出信号が得られないため、レンズ部に非球
面レンズを用いて平行光線が得られるようにしている。
したがって、光が平行光線で、しかも、グループごとに
発光すれば良いことからLEDに使用するレンズの大きさ
も小さくて良い。つまり、焦点の短い発光源になるの
で、エンコーダの長さ寸法が短くなる。
べた方式では、それぞれ問題があるため、第1図に示し
たように15ビットの場合、3つのLED4を用いて発光場
所をグループ化して発光している。また、グループ化し
た場合、発光の中心部と周辺部において光が平行でない
と、正確な検出信号が得られないため、レンズ部に非球
面レンズを用いて平行光線が得られるようにしている。
したがって、光が平行光線で、しかも、グループごとに
発光すれば良いことからLEDに使用するレンズの大きさ
も小さくて良い。つまり、焦点の短い発光源になるの
で、エンコーダの長さ寸法が短くなる。
第5図は絶対値エンコーダのパターンを示す図、第6図
は第1図の絶対値エンコーダの部分の回路図である。第
11図,第12図に示した発受光素子のバラツキによる欠点
をなくすため、絶対値エンコーダのパターンは、前述の
ように、3グループ化され、しかもグループ内には第5
図に示したように、透明なリファレンストラックD1,D2,
D3が設けてある。また、受光素子6にはワンチップのシ
リコンフォトダイオードアレイを用いている。第5図中
破線の円SA,SB,SCはそれぞれ発光ダイオードLED1,LED2,
LED3(第1図の3個の非球面レンズ付LED4を指す)が発
光する領域を示している。このようにすることにより、
同一シリコンウエハー上に受光素子が形成されているた
め、フォトダイオードの温度特性がきわめてそろってい
る。したがって、第6図に示したようにスリットS1の検
出信号VS1とリファレンストラックから得られた基準信
号VD1とを比較して波形整形すれば、LEDやフォトダイオ
ードの温度は同時に変化し、しかもこの差電圧にて波形
整形するため、温度的にきわめて安定した出力波形を得
ることができる。また、絶対値エンコーダの最少スリッ
ト(MSB,1スリット)は、磁気エンコーダの1スリッ
トを流用することにより、絶対値エンコーダ部にスリッ
トを設けなくてもよいので、絶対値エンコーダ部のトラ
ック数が減少し、エンコーダの径方向について小型化に
できるという特徴がでてくる。ここで、磁気エンコーダ
は1回転で1パルスが得られればよく、分解能には関係
しないので、最大分解能を持ったトラックを磁気エンコ
ーダから得る必要はない。また、磁気エンコーダの出力
波形と絶対値エンコーダの出力波形の位相関係が正確に
合っていなければグレイコードとして使用できないとい
う問題が発生するが、この補正方法については特願昭61
-108484に示した方法で解決している。
は第1図の絶対値エンコーダの部分の回路図である。第
11図,第12図に示した発受光素子のバラツキによる欠点
をなくすため、絶対値エンコーダのパターンは、前述の
ように、3グループ化され、しかもグループ内には第5
図に示したように、透明なリファレンストラックD1,D2,
D3が設けてある。また、受光素子6にはワンチップのシ
リコンフォトダイオードアレイを用いている。第5図中
破線の円SA,SB,SCはそれぞれ発光ダイオードLED1,LED2,
LED3(第1図の3個の非球面レンズ付LED4を指す)が発
光する領域を示している。このようにすることにより、
同一シリコンウエハー上に受光素子が形成されているた
め、フォトダイオードの温度特性がきわめてそろってい
る。したがって、第6図に示したようにスリットS1の検
出信号VS1とリファレンストラックから得られた基準信
号VD1とを比較して波形整形すれば、LEDやフォトダイオ
ードの温度は同時に変化し、しかもこの差電圧にて波形
整形するため、温度的にきわめて安定した出力波形を得
ることができる。また、絶対値エンコーダの最少スリッ
ト(MSB,1スリット)は、磁気エンコーダの1スリッ
トを流用することにより、絶対値エンコーダ部にスリッ
トを設けなくてもよいので、絶対値エンコーダ部のトラ
ック数が減少し、エンコーダの径方向について小型化に
できるという特徴がでてくる。ここで、磁気エンコーダ
は1回転で1パルスが得られればよく、分解能には関係
しないので、最大分解能を持ったトラックを磁気エンコ
ーダから得る必要はない。また、磁気エンコーダの出力
波形と絶対値エンコーダの出力波形の位相関係が正確に
合っていなければグレイコードとして使用できないとい
う問題が発生するが、この補正方法については特願昭61
-108484に示した方法で解決している。
絶対値エンコーダの波形整形回路71〜715はグレイコ
ードのビット数によって回路方式を2種類使用してい
る。前述したように今までの絶対値エンコーダは各ビッ
トの周波数特性が異っているので高速回転では使用でき
ないという問題があった。しかし、本方式によれば、停
止時において絶対値信号をシリアル伝送し、その後は従
来どうりインクリメンタル信号で信号を送るので、高速
回転になっても問題がないという特徴がでてくる。第7
図は第6図の回路部を1スリット分だけの回路を示した
ものである。この回路は、高分解能の最大スリットを除
く2スリット以上のスリットの波形整形回路に用いられ
る。各スリットの信号レベルの大きさは可変抵抗VRにて
調整する。フォトダイオードの周波数特性は負荷抵抗が
大きくなる程悪くなるので、信号出力が小さく可変抵抗
VRが大きく調整されるスリット程、特性が悪くなるが、
前述のように停止時に絶対値を検出するので信号レベル
のバラツキはエンコーダの特性に影響を及ぼすことがな
い。
ードのビット数によって回路方式を2種類使用してい
る。前述したように今までの絶対値エンコーダは各ビッ
トの周波数特性が異っているので高速回転では使用でき
ないという問題があった。しかし、本方式によれば、停
止時において絶対値信号をシリアル伝送し、その後は従
来どうりインクリメンタル信号で信号を送るので、高速
回転になっても問題がないという特徴がでてくる。第7
図は第6図の回路部を1スリット分だけの回路を示した
ものである。この回路は、高分解能の最大スリットを除
く2スリット以上のスリットの波形整形回路に用いられ
る。各スリットの信号レベルの大きさは可変抵抗VRにて
調整する。フォトダイオードの周波数特性は負荷抵抗が
大きくなる程悪くなるので、信号出力が小さく可変抵抗
VRが大きく調整されるスリット程、特性が悪くなるが、
前述のように停止時に絶対値を検出するので信号レベル
のバラツキはエンコーダの特性に影響を及ぼすことがな
い。
第8図は15ビット、32768パルスを出力するための回路
図である。本実施例においては、絶対値を検出するため
の回転ディスク2のトラック数を減少させるため、最も
分解能の高いスリットは、4096スリットを用いている
(一般には8192スリットを使用)。このスリットで検出
した信号を差動入力型電流電圧変換回路20に入れて4096
スリットの近似正弦信号を得ている。この信号を抵抗分
割30にて電気的に45゜ずつ位相の異なる近似正弦波形を
得て、これを波形整形回路40にて整形して矩形波信号を
得ている。
図である。本実施例においては、絶対値を検出するため
の回転ディスク2のトラック数を減少させるため、最も
分解能の高いスリットは、4096スリットを用いている
(一般には8192スリットを使用)。このスリットで検出
した信号を差動入力型電流電圧変換回路20に入れて4096
スリットの近似正弦信号を得ている。この信号を抵抗分
割30にて電気的に45゜ずつ位相の異なる近似正弦波形を
得て、これを波形整形回路40にて整形して矩形波信号を
得ている。
第9図は第8図の矩形波出力GR1,GR00,GR2,GR01の位相
関係を示す図である。
関係を示す図である。
各出力GR1,GR00,GR2,GR01(いずれも4096パルス)はそ
れぞれ同図(2),(4),(3),(5)となる。そしてGR1とGR2,GR
00とGR01とをそれぞれ制御回路17内の排他的オア回路
(図示せず)に入力すると、同図(8),(9)の8192パルス
の2相矩形波出力信号(Aチャンネル,Bチャンネル)
が得られる。同図(10),(11)はそれぞれZチャンネル、
チャンネルの信号である。なお、差動入力型電流電圧
変換回路20を用いているため周波数特性も向上し、高速
回転しても十分特性を満足することができる(差動入力
型電流電圧変換回路の詳細は特願昭58-61564を参照)。
れぞれ同図(2),(4),(3),(5)となる。そしてGR1とGR2,GR
00とGR01とをそれぞれ制御回路17内の排他的オア回路
(図示せず)に入力すると、同図(8),(9)の8192パルス
の2相矩形波出力信号(Aチャンネル,Bチャンネル)
が得られる。同図(10),(11)はそれぞれZチャンネル、
チャンネルの信号である。なお、差動入力型電流電圧
変換回路20を用いているため周波数特性も向上し、高速
回転しても十分特性を満足することができる(差動入力
型電流電圧変換回路の詳細は特願昭58-61564を参照)。
第1図の実施例は、一回転に1回の基準パルス(Z,
チャンネル)を追加した例である。本来、絶対値を検出
できるため従来のインクリメンタルエンコーダにて使用
されていた基準パルスは不要となる。しかしながら、本
例においては、制御回路17にて基準パルスを合成し、受
側回路に送っている。このパルス数を常時チェックする
ことにより、伝送途中のノイズによってエンコーダが誤
動作しているかどうか検出することができ、信頼性の向
上につながるという効果がある。すなわち、Zチャンネ
ルパルスはA,Bチャンネルに比べて1回転に1パルス
しか出ないので、ノイズがのるチャンスが少なく、した
がってA,Bチャンネルパルスをカウントする際、Zチ
ャンネルパルスにてパルス数を常時、確認しながら動作
させれば信頼性が向上したパルス伝送を行なうことがで
きる。
チャンネル)を追加した例である。本来、絶対値を検出
できるため従来のインクリメンタルエンコーダにて使用
されていた基準パルスは不要となる。しかしながら、本
例においては、制御回路17にて基準パルスを合成し、受
側回路に送っている。このパルス数を常時チェックする
ことにより、伝送途中のノイズによってエンコーダが誤
動作しているかどうか検出することができ、信頼性の向
上につながるという効果がある。すなわち、Zチャンネ
ルパルスはA,Bチャンネルに比べて1回転に1パルス
しか出ないので、ノイズがのるチャンスが少なく、した
がってA,Bチャンネルパルスをカウントする際、Zチ
ャンネルパルスにてパルス数を常時、確認しながら動作
させれば信頼性が向上したパルス伝送を行なうことがで
きる。
以上説明したように本発明は、次のような効果がある。
(1)電源投入時、電源電圧を検出し、多回転の回転数と
絶対値検出信号を受側回路にシリアル伝送することによ
り、信号数がA,Bチャンネルのみで良いので、今まで
の絶対値エンコーダに比べ大幅に電線の本数を少なくす
ることができ、分解能が高い絶対値エンコーダ程その効
果が大きい。その結果、リード断線や結線ミスが減少
し、信頼性が向上する。また、使用台数が多いロボット
においてもリード本数が減少し組立て時間が短縮され
る。
絶対値検出信号を受側回路にシリアル伝送することによ
り、信号数がA,Bチャンネルのみで良いので、今まで
の絶対値エンコーダに比べ大幅に電線の本数を少なくす
ることができ、分解能が高い絶対値エンコーダ程その効
果が大きい。その結果、リード断線や結線ミスが減少
し、信頼性が向上する。また、使用台数が多いロボット
においてもリード本数が減少し組立て時間が短縮され
る。
(2)絶対値エンコーダの1スリット部のトラックをなく
し、磁気エンコーダ部の1パルスを流用することによ
り、絶対値エンコーダの回転ディスク径を小さくでき、
エンコーダを小型にすることができる。
し、磁気エンコーダ部の1パルスを流用することによ
り、絶対値エンコーダの回転ディスク径を小さくでき、
エンコーダを小型にすることができる。
(3)絶対値エンコーダの回転ディスクの各スリットトラ
ックをLEDが発光できる面積に相当するグループに分割
し、そのグループ内に透明部だけのリファレンストラッ
クをもうけ、この検出電圧と信号電圧を比較することに
より、温度変動の影響が小さい絶対値エンコーダができ
る。また、光源を分割することにより、エンコーダの長
さ寸法も短くすることができる。
ックをLEDが発光できる面積に相当するグループに分割
し、そのグループ内に透明部だけのリファレンストラッ
クをもうけ、この検出電圧と信号電圧を比較することに
より、温度変動の影響が小さい絶対値エンコーダができ
る。また、光源を分割することにより、エンコーダの長
さ寸法も短くすることができる。
(4)光学式絶対値エンコーダの検出信号とインクリメン
タルエンコーダとして動作する最大分解能をもつ信号か
ら1回転に1回の基準パルスを合成し、出力することに
より、このパルス数を常時チェックすれば、伝送途中の
ノイズによってエンコーダが誤動作しているかどうか検
出することができ、信頼性が向上する。
タルエンコーダとして動作する最大分解能をもつ信号か
ら1回転に1回の基準パルスを合成し、出力することに
より、このパルス数を常時チェックすれば、伝送途中の
ノイズによってエンコーダが誤動作しているかどうか検
出することができ、信頼性が向上する。
第1図は本発明の多回転式絶対値エンコーダの一実施例
の構成図、第2図は第1図の実施例におけるAチャンネ
ル出力,Bチャンネル出力の信号形態を示す図、第3図
は磁気エンコーダの波形整形回路10の回路図、第4図は
波形整形回路10の出力パルスM1,M2の波形図、第5図は
絶対値エンコーダのパターンを示す図、第6図は第1図
の絶対値エンコーダの部分の拡大図、第7図は第6図の
回路部を1スリット分だけ示す図、第8図は15ビット32
768パルスを出力するための回路図、第9図は矩形波出
力信号の位相関係を示す図、第10図,第11図,第12図は
多回転式絶対値エンコーダの従来例の構成図である。 1……シャフト、 2……絶対値エンコーダ用回転ディスク、 4,LDE1,LED2,LED3……LED、 5……固定スリット、 6……フォトダイオードアレイ、 71〜715,10……波形整形回路、 81……磁気エンコーダ用回転ディスク、 82……磁石、 9……磁気抵抗素子、 12,17……制御回路、 13……電圧検出回路、 14……電源切換回路、 15……大容量コンデンサ、 16……平衡型ラインドライバー回路、 D1,D2,D3……ダイオード。
の構成図、第2図は第1図の実施例におけるAチャンネ
ル出力,Bチャンネル出力の信号形態を示す図、第3図
は磁気エンコーダの波形整形回路10の回路図、第4図は
波形整形回路10の出力パルスM1,M2の波形図、第5図は
絶対値エンコーダのパターンを示す図、第6図は第1図
の絶対値エンコーダの部分の拡大図、第7図は第6図の
回路部を1スリット分だけ示す図、第8図は15ビット32
768パルスを出力するための回路図、第9図は矩形波出
力信号の位相関係を示す図、第10図,第11図,第12図は
多回転式絶対値エンコーダの従来例の構成図である。 1……シャフト、 2……絶対値エンコーダ用回転ディスク、 4,LDE1,LED2,LED3……LED、 5……固定スリット、 6……フォトダイオードアレイ、 71〜715,10……波形整形回路、 81……磁気エンコーダ用回転ディスク、 82……磁石、 9……磁気抵抗素子、 12,17……制御回路、 13……電圧検出回路、 14……電源切換回路、 15……大容量コンデンサ、 16……平衡型ラインドライバー回路、 D1,D2,D3……ダイオード。
Claims (5)
- 【請求項1】1回転以上の回転数と回転方向を検出する
磁気式1パルスエンコーダと1回転以内の絶対角度を検
出する光学式絶対値エンコーダとが同一シャフト上に組
み合わせてなり、それぞれの検出信号をもとにして、シ
ャフトの多回転の絶対角度を検出し、エンコーダに供給
される電源がなくなった場合には、外部からの電池電源
等の補助電源より、1パルスエンコーダと1パルスエン
コーダの検出量を計測する電子回路等に電源が供給され
る多回転式絶対値エンコーダにおいて、 電源投入時に、電源電圧が所定の電圧値に到達したかど
うか検出する電源電圧検出回路と、所定電圧以上の電源
電圧になった時、初めに多回転の回転数を受側回路にシ
リアル伝送し、その後、1回転以内の絶対角度を電気的
に90°位相差をもった2相矩形波信号で送る制御回路
を有することを特徴とする多回転式絶対値エンコーダ。 - 【請求項2】1回転以上の回転数と回転方向を検出する
磁気式1パルスエンコーダと1回転以内の絶対角度を検
出する光学式絶対値エンコーダとが同一シャフト上に組
み合わせてなり、それぞれの検出信号ををもとにして、
シャフトの多回転の絶対角度を検出し、エンコーダに供
給される電源がなくなった場合には、外部からの電池電
源等の補助電源より、1パルスエンコーダと1パルスエ
ンコーダの検出量を計測する電子回路等に電源が供給さ
れる多回転式絶対値エンコーダにおいて、 光学式絶対値エンコーダの回転ディスクには1スリット
の最少スリットがなく、2スリット目からコードパター
ンが構成されており、最少スリットの1スリットは磁気
エンコーダで検出したパルスを使用することを特徴とす
る多回転式絶対値エンコーダ。 - 【請求項3】1回転以上の回転数と回転方向を検出する
磁気式1パルスエンコーダと1回転以内の絶対角度を検
出する光学式絶対値エンコーダとが同一シャフト上に組
み合わせてなり、それぞれの検出信号をもとにして、シ
ャフトの多回転の絶対角度を検出し、エンコーダに供給
される電源がなくなった場合には、外部からの電池電源
等の補助電源より、1パルスエンコーダと1パルスエン
コーダの検出量を計測する電子回路等に電源が供給され
る多回転式絶対値エンコーダにおいて、 光学式絶対値エンコーダの回転ディスクの各スリットト
ラックが、LEDが発光できる面積に相当するグループ
に分割され、そのグループ内に透明部だけのリファレン
ストラックが設けられ、検出信号を矩形波に変換する場
合には、このリファレンストラックの出力信号を基準に
して矩形波出力に変換することを特徴とする多回転式絶
対値エンコーダ。 - 【請求項4】光学式絶対値エンコーダの光源としてLE
Dが用いられ、集光レンズとして非球面レンズが用いら
れている特許請求の範囲第3項の記載の多回転式絶対値
エンコーダ。 - 【請求項5】1回転以上の回転数と回転方向を検出する
磁気式1パルスエンコーダと1回転以内の絶対角度を検
出する光学式絶対値エンコーダとが同一シャフト上に組
み合わせてなり、それぞれの検出信号をもとにして、シ
ャフトの多回転の絶対角度を検出し、エンコーダに供給
される電源がなくなった場合には、外部からの電池電源
等の補助電源より、1パルスエンコーダと1パルスエン
コーダの検出量を計測する電子回路等に電源が供給され
る多回転式絶対値エンコーダにおいて、 光学式絶対値エンコーダの検出信号とインクリメンタル
エンコーダとして動作する最大分解能をもつ信号から1
回転に1回の基準パルスを合成し、出力することを特徴
とする多回転式絶対値エンコーダ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61230253A JPH0641853B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 多回転式絶対値エンコ−ダ |
| US07/165,843 US4988945A (en) | 1986-09-29 | 1988-03-09 | Optical and magnetic encoder for serially transmitting absolute position signals with an auxiliary power supply |
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| DE59208457D1 (de) * | 1991-11-30 | 1997-06-12 | Irion & Vosseler | Drehgeber mit Absolutwert-Positionserfassung |
| EP0580207A1 (en) * | 1992-07-16 | 1994-01-26 | General Motors Corporation | Method and device for sensing movement of a ferro-magnetic object |
| JPH0662322U (ja) * | 1993-02-04 | 1994-09-02 | 株式会社三協精機製作所 | アブソリュートエンコーダ装置 |
| JP2806198B2 (ja) * | 1993-03-30 | 1998-09-30 | 三菱電機株式会社 | エンコーダ装置 |
| DE4336139A1 (de) * | 1993-10-22 | 1995-04-27 | Tornado Antriebstech Gmbh | Steuersystem für motorische Antriebe |
| US5808435A (en) * | 1996-05-28 | 1998-09-15 | Kmy Instruments | Micropositioning device for disk head testing system |
| DE19709087A1 (de) | 1997-03-06 | 1998-09-10 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betrieb für einen Positionsgeber mit Hall-Elementen |
| US5900930A (en) * | 1997-10-21 | 1999-05-04 | Eaton Corporation | Angle sensor using a multi-pixel optical device |
| DE10056604A1 (de) * | 2000-11-15 | 2002-05-23 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Signalauswertung einer optoelektronischen Weg-oder Winkelmeßeinrichtung sowie Verwendung eines solchen Verfahrens |
| TW540073B (en) | 2001-10-19 | 2003-07-01 | Viewmove Technologies Inc | Electromagnetic mark device for a magnetism encoder |
| RU2237358C1 (ru) * | 2002-12-17 | 2004-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | Растровый интерполятор |
| DE10311412B3 (de) * | 2003-03-13 | 2004-05-27 | Lenord, Bauer & Co. Gmbh | Verfahren zur Messung und Bestimmung der absoluten Position einer Geberwelle sowie einer Einrichtung zur Anwendung des Verfahrens |
| DE10316251B4 (de) * | 2003-03-18 | 2015-09-10 | Anton Rodi | Absolutmesssystem zur Bestimmung von Winkeln oder Wegen |
| DE10312045B4 (de) * | 2003-03-18 | 2014-07-31 | Anton Rodi | Messsystem zur Absolutwerterfassung von Winkeln und Wegen |
| RU2259603C2 (ru) * | 2003-10-28 | 2005-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | Растровый интерполятор |
| DE10354469B4 (de) * | 2003-11-21 | 2007-03-08 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Messen des Drehwinkels eines Drehkörpers |
| JP3986074B2 (ja) * | 2004-03-04 | 2007-10-03 | サムタク株式会社 | 多回転型絶対値エンコーダ |
| CN100439866C (zh) * | 2004-05-21 | 2008-12-03 | 株式会社安川电机 | 多转型绝对值编码器 |
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| KR100725567B1 (ko) | 2005-07-22 | 2007-06-08 | 오티스엘리베이터 유한회사 | 서보 시스템의 서보 드라이브에서 엔코더 출력신호 입/출력장치 및 방법 |
| JP4960133B2 (ja) * | 2007-04-11 | 2012-06-27 | 株式会社ミツトヨ | 絶対位置測長型エンコーダ |
| TW200943016A (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-16 | Wen-Liang Wang | Control system for servo-type location/force detection and operation |
| CN101887252B (zh) * | 2009-05-14 | 2012-02-01 | 王文亮 | 伺服式位置/力量检测运算控制系统 |
| EP2309232B1 (de) * | 2009-10-09 | 2015-07-22 | Baumer IVO GmbH & Co. KG | Positionsgeber mit Multiturn-Positionserfassung |
| EP2312274A1 (de) * | 2009-10-09 | 2011-04-20 | Baumer Innotec AG | Positionsgeber mit Multiturn-Positionserfassung |
| US20110284508A1 (en) * | 2010-05-21 | 2011-11-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding system and welding method |
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| JP5393598B2 (ja) * | 2010-06-03 | 2014-01-22 | キヤノン株式会社 | ガルバノ装置及びレーザ加工装置 |
| JP5827812B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-12-02 | ミネベア株式会社 | 角度検出装置 |
| ITAN20110040A1 (it) * | 2011-03-29 | 2012-09-30 | Simone Marini | Sistema rotore/statore intelligente con recupero e riutilizzo d'energia |
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| US8793518B2 (en) * | 2012-06-13 | 2014-07-29 | Dell Products Lp | Systems and methods for providing supplemental power to battery powered information handling systems |
| KR101244145B1 (ko) * | 2012-07-13 | 2013-03-15 | 이상용 | 위치 제어 엔코딩 장치에서의 위치 제어 엔코딩 방법 |
| WO2014015199A1 (en) * | 2012-07-18 | 2014-01-23 | Theranos, Inc. | High speed, compact centrifuge for use with small sample volumes |
| JP6103927B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2017-03-29 | キヤノン株式会社 | 位置検出装置、駆動制御装置及びレンズ装置 |
| US10113888B2 (en) * | 2015-03-03 | 2018-10-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Position detection apparatus, apparatus including the same and position detection method |
| CN106871938A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-20 | 精工爱普生株式会社 | 位置检测装置 |
| JP6428817B2 (ja) * | 2017-03-22 | 2018-11-28 | 株式会社安川電機 | モータ制御システム、制御方法、エンコーダ及びモータ制御装置 |
| CN108873770B (zh) * | 2018-05-09 | 2021-03-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于状态机的as5048a磁编码器控制方法及系统 |
| CN108827352B (zh) * | 2018-06-29 | 2021-08-27 | 广东工业大学 | 一种编码器及其码盘 |
| CN109443402B (zh) * | 2018-12-12 | 2024-04-05 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种码盘及编码器 |
| CN109556638B (zh) | 2018-12-24 | 2019-10-18 | 前沿驱动(北京)技术有限公司 | 多圈绝对值编码器、编码方法、控制器及存储介质 |
| DE102019112423B4 (de) * | 2019-05-13 | 2022-07-28 | Beyond Gravity Germany GmbH | Encoder |
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Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3189788A (en) * | 1961-01-03 | 1965-06-15 | Charles A Cady | Power failure responsive circuits |
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| DE3010611C2 (de) * | 1980-03-20 | 1983-06-01 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Digitale elektrische Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
| FR2525832B1 (fr) * | 1982-04-23 | 1986-05-09 | Carpano & Pons | Dispositif de commande d'un moteur electrique |
| JPS5917104A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-28 | Matsushita Electric Works Ltd | 形状検査装置 |
| JPS59188520A (ja) * | 1983-04-09 | 1984-10-25 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | オプティカルエンコーダ |
| JPS6027315U (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-23 | 東北リコ−株式会社 | 光電式エンコ−ダの光量変動補正装置 |
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