JPH0681097U - エンコーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御装置側からのエンコーダへの電力の供給
とエンコーダから制御装置への位置データの伝送とを、
簡単な回路構成により一対の共通線路により行う。 【構成】 共通線路１３及び１４を通して制御装置から
エンコーダ１５に直流電力を所定の時間間隔で断続的に
供給する。エンコーダ１５では、電圧検出器７で電力供
給の有無を検出してスイッチ回路５及び６を制御する。
電力供給がある期間は、供給電力によりエンコーダを動
作させるとともに蓄電器３を充電する。電力供給がない
期間は、蓄電器３を電源としてエンコーダを動作させ
て、検出した移動体の位置データを信号送信回路２から
共通線路１３及び１４を通して制御装置に伝送する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、産業用ロボットや数値制御工作機械等の制御に使用されるエンコー ダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のエンコーダ装置においては、被制御移動体にエンコーダを設置 しておき、移動体から離れた位置に配置した制御装置側に設けた電源から電力供 給線を通してエンコーダに電源電力を供給し、エンコーダで検出した移動体の位 置データを伝送線を通して制御装置に伝送している。そして制御装置は、エンコ ーダから得た位置データに基づいて移動体を制御する制御信号を出力する。しか しながら、電力供給線と伝送線とを別に設けると、エンコーダの数が多くなった 場合にエンコーダと制御装置との間の配線の本数が多くなる問題が生じる。そこ で、出願人は先に電力の供給とデータの伝送とを共通の線路を用いて行うことを 提案した。出願人が先に提案した技術は、制御装置側に交流電源を配置して一対 の共通線路にエンコーダ給電用の交流電力を連続的に供給し、エンコーダ側に交 流を直流に整流する整流回路を設け、しかもエンコーダの出力を交流に変換して 共通線路を通して位置データを制御装置に伝送するというものであった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような方式では、共通線路に電力とデータとを乗せるため の手段として、例えばトランスや発信器等が必要になり、回路構成が複雑になる 問題があった。

【０００４】 本考案の目的は、比較的簡単な回路構成により、電力の供給とデータの伝送と を共通の線路により行うことができるエンコーダ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本考案が改良の対象とするエンコーダ装置は、図１に示したように、検出した 移動体の位置データをシリアル信号送信回路２により伝送線を通して送信するエ ンコーダ１５と、エンコーダに電力供給線を通して電力を供給し且つエンコーダ から伝送された位置データに基づいて移動体の制御に用いる制御信号を出力する 制御装置とを具備し、伝送線及び電力供給線として一対の共通線路１３及び１４ を用いる。

【０００６】 本考案のエンコーダ装置では、制御装置は共通線路１３及び１４を通して所定 の時間間隔で直流電力をエンコーダ１５に供給する直流電源を備え、エンコーダ １５は、共通線路１３及び１４の電圧を検出して直流電源から直流電力が供給さ れている期間と供給されていない期間とをそれぞれ検出する電圧検出器７と、電 圧検出器の検出出力に応じて切換動作する切換器５及び６と、電圧検出器７が直 流電力の供給を検出している期間に切換器５及び６を通して充電されて直流電力 が供給されていない期間にエンコーダ１５の電源として動作する蓄電器３とを設 ける。そしてシリアル信号送信回路２を、電圧検出器７が直流電力の供給を検出 していない期間内に切換器５及び６を通して共通線路１３及び１４に位置データ を送信するように構成する。

【０００７】 シリアル信号送信回路２は直流電源の電圧の立下がりを送信開始のタイミング 信号として動作するように構成するとよい。

【０００８】

【作用】

本考案のエンコーダ装置においては、一対の共通線路１３及び１４を通して制 御装置からエンコーダ１５に直流電力が所定の時間間隔で断続的に供給される。 電圧検出器７は電力供給の有無を検出して、その検出出力によりシリアル信号送 信回路２及び切換器５及び６を動作させる。電圧検出器７が電力の供給を検出し ている期間では、直流電力が切換器５及び６を通してエンコーダの各部の回路に 供給されると共に蓄電器３を充電する。また、電圧検出器７が直流電力の供給を 検出していない期間は、蓄電器３を電源としてエンコーダ１５の各部の回路が動 作し、エンコーダ１５は検出した移動体の位置データをシリアル信号送信回路２ から切換器５及び６を介して共通線路１３及び１４に供給して制御装置へと伝送 する。これによって本考案では、一対の共通線路１３及び１４を時分割により電 力供給線と信号伝送線とに共用する。その結果、従来のようにトランスや発信器 等を必要とせずに、しかも簡単な回路構成により、共通線路を用いて電力の供給 とデータの送信とを行える。

【０００９】 本考案のエンコーダ装置において、シリアル信号送信回路２を直流電源の電圧 の立下がりを送信開始のタイミング信号として動作するように構成すると、電源 電力の供給が停止されると同時に位置データの送信が良好に行われる。

【００１０】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面を参照して説明する。図１は本考案のエンコーダ装 置に用いるエンコーダ側の回路構成の概略を示しており、制御装置及び制御装置 側に配置されてエンコーダに直流電力を供給する直流電源は図示していない。図 １において、１は移動体の位置の変化に基づいてバイナリ信号を出力するエンコ ーダ信号検出回路である。図には示していないが、エンコーダ信号検出回路１に は移動体に固定されたエンコーダ本体が検出した検出信号が入力されている。２ はエンコーダ信号検出回路１から出力されたバイナリ信号をシリアル信号に変換 して送信するシリアル信号送信回路である。本実施例では、これらのエンコーダ 信号検出回路１及びシリアル信号送信回路２として、最近の半導体技術の進歩に より低消費電流化されたものを用い、またシリアル信号送信回路２としてはシリ アル信号を高速伝送できるものを用いている。

【００１１】 ３はエンコーダ信号検出回路１及びシリアル信号送信回路２に対して並列に設 けられて電力供給線８及び９を通して充電される比較的大きな容量の蓄電器であ り、本実施例では、蓄電器３として大容量のコンデンサを用いている。ちなみに エンコーダ信号検出回路１及びシリアル信号送信回路２として低消費電流化され たものを用い、またシリアル信号送信回路２としてシリアル信号を高速伝送でき るものを用いる場合に、この蓄電器としてコンデンサを用いるときには、コンデ ンサの容量を１Ｆ以上にするのが好ましい。後述するが、この蓄電器３は図示し ない直流電源から直流電力が供給されている期間に充電され、直流電力が供給さ れていない期間は、シリアル信号送信回路２を含むエンコーダの各回路の電源と して作用する。

【００１２】 ４は図示しない制御装置から共通線路１３及び１４を通して供給される直流電 圧を適宜に変換して、エンコーダ信号検出回路１及びシリアル信号送信回路２に 適切な電源電圧を供給する電圧レギュレータである。この電圧レギュレータ４は 蓄電器３に印加される電圧を直流電源の電圧よりも小さくする。これにより直流 電源から直流電力が供給されていない期間に蓄電器３の充電電圧を後述する電圧 検出器７が検出して、直流電力が供給されていると誤認するのを防止できる。

【００１３】 ５及び６は切換器を構成するスイッチ回路であり、これらのスイッチ回路５及 び６は電圧検出器７の検出出力に応じて切換え動作をする。これらのスイッチ回 路５及び６は、電圧検出器７が直流電源からの直流電圧の供給を検出している期 間は、共通線路１３及び１４を電力供給線８及び９に接続する状態にあり、電圧 検出器７が直流電源からの直流電力の供給が停止されていることを検出している 期間は、シリアル信号送信回路２の出力を共通線路１３及び１４に接続するよう に構成されている。なおこれらのスイッチ回路は、有接点式のアナログスイッチ または半導体スイッチのいずれを用いて構成してもよい。なお実施例では有接点 スイッチを用いた状態で図示している。

【００１４】 電圧検出器７は、共通線路１３及び１４に接続されて、直流電源から直流電力 が供給されているか否か、すなわち直流電源から直流電力が供給されている期間 と直流電圧が供給されていない期間とを検出する。本実施例では、５Ｖ以上の電 圧を検出している間は、直流電力が供給されていると判断する。電圧レギュレー タ４は、蓄電器３の充電電圧が５Ｖより小さくなるように電圧を調整（例えば３ Ｖに）している。１０及び１１は信号伝送線であり、１２は電圧検出器７の検出 出力をシリアル信号送信回路２及びスイッチ回路５及び６に伝送する配線である 。以上により実施例のエンコーダ１５が構成されている。

【００１５】 次に、実施例の動作について説明する。本実施例では、エンコーダ１５より離 れた位置に配置された図示しない制御装置にシリアル信号を伝送する手段として 、いわゆるマンチェスタ符号化同期伝送方式を使用している。これは例えば、１ 回のデータ伝送に８２μｓの時間があればエンコーダ信号の伝送が可能な伝送方 式である。この場合、制御装置としては、５００μｓ〜１ｍｓのサンプリング時 間でエンコーダ信号を受信できれば、支障なくロボット等の移動体を有効に制御 することができる。そこで本実施例においては、図２に示すように、５００−８ ２＝４１８μｓの間は一対の共通線路１３及び１４を電圧５Ｖの直流電力供給線 として使用して、制御装置よりエンコーダ信号検出回路１及びシリアル信号送信 回路２に給電するとともに蓄電器３を充電する。そして次の８２μｓの間は制御 装置からの直流電力の供給を中断して、大容量の蓄電器３に充電された電荷によ り低消費電流のエンコーダ信号検出回路１及びシリアル信号送信回路２を動作さ せ、一対の共通線路１３及び１４をシリアル信号の伝送線として使用して、位置 データを制御装置へ送信する。即ち、共通線路１３及び１４を時分割によって電 力供給線と信号伝送線とに共用している。以上の動作を行うために、電圧検出器 ７が線路１３及び１４間に供給される電源電圧５Ｖの有無を検出して、図２に示 すように、電圧５Ｖが供給されている即ちＯＮの場合は、信号値ＨＩＧＨのデー タ送信制御信号を、また電圧５Ｖが供給されていない即ちＯＦＦの場合は、信号 値ＬＯＷのデータ送信制御信号をそれぞれ配線１２に出力する。スイッチ回路５ 及び６は信号値ＨＩＧＨの制御信号が入力されている間は、共通線路１３及び１ ４をそれぞれ接点ａに接続して、電圧レギュレータ４に電源電力を供給する。次 に、電圧検出器７より信号値ＬＯＷの制御信号が出力されると、スイッチ回路５ 及び６は接点ｂ側に切換えられて、線路１３及び１４がそれぞれ信号伝送線１０ 及び１１に接続される。またシリアル信号送信回路２は、制御信号がＨＩＧＨか らＬＯＷに変化した時点、即ち電源電圧の立下がりを送信開始のタイミング信号 として動作して、移動体の位置データを示すシリアル信号を出力する。本実施例 では電源電圧の立下がり直前の位置データを伝送する。送信を完了後、シリアル 信号発信回路は送信動作を停止する。以上のようにして、シリアル信号が共通線 路１３及び１４を通して制御装置へ伝送される。

【００１６】 信号伝送期間中は制御装置側からの電源電力の供給がなくなっても、エンコー ダ信号検出回路１及びシリアル信号送信回路２は蓄電器３の蓄積電力により動作 する。しかしながら上記の両回路１及び２は低消費電流設計になっており、しか も送信完了後は送信動作を行わないので、仮に制御装置側の電源が停電しても蓄 電器３の電荷によりエンコーダはかなりの長時間にわたってバックアップされる 。したがって直流電源が長時間にわたって停電しても、エンコーダは原点位置の 情報を記憶・保持することができ、停電回復後に改めて原点位置を決定する作業 が必要なくなる。なお本実施例では、蓄電器３としてコンデンサを用いているが 、蓄電器としてリチウム電池等の二次電池を用いることができるのは勿論である 。

【００１７】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案のエンコーダ装置によれば、一対の共通線路を時分 割により電力供給線と信号伝送線とに共用するようにしたので、従来のようにト ランスや発信器等を必要とせずに、しかも簡単な回路構成により、共通線路を用 いて電力の供給とデータの送信とを行える利点がある。

【００１８】 また、請求項２の考案によれば、エンコーダは電源電力の供給が停止されると 同時に、位置データの送信を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の要部の概要を示すブロック図
である。

【図２】実施例の動作を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１ エンコーダ信号検出回路 ２ シリアル信号送信回路 ３ 蓄電器 ４ 電圧レギュレータ ５，６ スイッチ回路（切換器） ７ 電圧検出器 １３，１４ 共通線路 １５ エンコーダ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出した移動体の位置データをシリアル
   信号送信回路により伝送線を通して送信するエンコーダ
   と、 前記エンコーダに電力供給線を通して電力を供給し且つ
   前記エンコーダから伝送された前記位置データに基づい
   て前記移動体の制御に用いる制御信号を出力する制御装
   置とを具備し、 前記伝送線及び前記電力供給線として一対の共通線路を
   用いるエンコーダ装置であって、 前記制御装置は前記共通線路を通して所定の時間間隔で
   直流電力を前記エンコーダに供給する直流電源を備え、 前記エンコーダは、前記共通線路の電圧を検出して前記
   直流電源から直流電力が供給されている期間と供給され
   ていない期間とをそれぞれ検出する電圧検出器と、 前記電圧検出器の検出出力に応じて切換動作をする切換
   器と、 前記電圧検出器が前記直流電力の供給を検出している期
   間に前記切換器を通して充電されて、前記直流電力が供
   給されていない期間に前記エンコーダの電源として動作
   する蓄電器とを具備し、 前記シリアル信号送信回路は前記電圧検出器が前記直流
   電力の供給を検出していない期間内に前記切換器を通し
   て前記共通線路に前記位置データを送信するように構成
   されているエンコーダ装置。
2. 【請求項２】 前記シリアル信号送信回路は前記直流電
   源の電圧の立下がりを送信開始のタイミング信号として
   動作するように構成されている請求項１に記載のエンコ
   ーダ装置。