JPH1019599A - 絶対値型多回転エンコーダ - Google Patents
絶対値型多回転エンコーダInfo
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- JPH1019599A JPH1019599A JP19533196A JP19533196A JPH1019599A JP H1019599 A JPH1019599 A JP H1019599A JP 19533196 A JP19533196 A JP 19533196A JP 19533196 A JP19533196 A JP 19533196A JP H1019599 A JPH1019599 A JP H1019599A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 9
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】バッテリーを必要としない簡単な構造の絶対値
型多回転エンコーダを提供すること。 【解決手段】第１と第２の絶対値エンコーダとを減速機
で連結し、多回転の計測値を算出する絶対値型多回転エ
ンコーダにおいて、第１の絶対値エンコーダのステップ
値が最大ステップ値に近いか、初期値に近いかを判断
し、最大ステップ値に近い場合、第１の絶対値エンコー
ダが次の１回転をする前の回転数を用い、初期値に近い
場合、第１の絶対値エンコーダが次の１回転をした後の
回転数を用いて多回転の計測値を算出する絶対値型多回
転エンコーダ。
型多回転エンコーダを提供すること。 【解決手段】第１と第２の絶対値エンコーダとを減速機
で連結し、多回転の計測値を算出する絶対値型多回転エ
ンコーダにおいて、第１の絶対値エンコーダのステップ
値が最大ステップ値に近いか、初期値に近いかを判断
し、最大ステップ値に近い場合、第１の絶対値エンコー
ダが次の１回転をする前の回転数を用い、初期値に近い
場合、第１の絶対値エンコーダが次の１回転をした後の
回転数を用いて多回転の計測値を算出する絶対値型多回
転エンコーダ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶対値型多回転エ
ンコーダに関するものである。
ンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンコーダの入力軸と計測部との
間に減速機を設け、多回転化したロータリーエンコーダ
がある。しかし、この従来の方法では、計測部の構造が
精密で、かつ複雑になる問題を有している。
間に減速機を設け、多回転化したロータリーエンコーダ
がある。しかし、この従来の方法では、計測部の構造が
精密で、かつ複雑になる問題を有している。
【０００３】また、単回転の絶対値エンコーダを複数回
転し、その回転数のインクリメンタルデータをバッテリ
ーでバックアップする絶対値方式の多回転ロータリーエ
ンコーダがある。しかし、この方法では、計測部の構造
がバッテリーがないと多回転化ができない問題を有して
いる。
転し、その回転数のインクリメンタルデータをバッテリ
ーでバックアップする絶対値方式の多回転ロータリーエ
ンコーダがある。しかし、この方法では、計測部の構造
がバッテリーがないと多回転化ができない問題を有して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、バッテリー
を必要としない簡単な構造の絶対値型多回転エンコーダ
を提供することにある。
を必要としない簡単な構造の絶対値型多回転エンコーダ
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも第
１の絶対値エンコーダと第２の絶対値エンコーダとを減
速機で連結し、第１の絶対値エンコーダのステップ値を
減速比で減速して第２の絶対値エンコーダに伝達し、第
１の絶対値エンコーダと第２の絶対値エンコーダの各々
のステップ値を用いて多回転の計測値を演算装置で算出
する絶対値型多回転エンコーダにおいて、第１の絶対値
エンコーダのステップ値が第１の絶対値エンコーダの最
大ステップ値に近いか、初期値に近いかを判断し、最大
ステップ値に近い場合、第１の絶対値エンコーダが次の
１回転をする前の回転数と第１の絶対値エンコーダのス
テップ値とから計測値を算出し、初期値に近い場合、第
１の絶対値エンコーダが次の１回転をした後の回転数と
第１のエンコーダのステップ値とから計測値を算出する
絶対値型多回転エンコーダにある。
１の絶対値エンコーダと第２の絶対値エンコーダとを減
速機で連結し、第１の絶対値エンコーダのステップ値を
減速比で減速して第２の絶対値エンコーダに伝達し、第
１の絶対値エンコーダと第２の絶対値エンコーダの各々
のステップ値を用いて多回転の計測値を演算装置で算出
する絶対値型多回転エンコーダにおいて、第１の絶対値
エンコーダのステップ値が第１の絶対値エンコーダの最
大ステップ値に近いか、初期値に近いかを判断し、最大
ステップ値に近い場合、第１の絶対値エンコーダが次の
１回転をする前の回転数と第１の絶対値エンコーダのス
テップ値とから計測値を算出し、初期値に近い場合、第
１の絶対値エンコーダが次の１回転をした後の回転数と
第１のエンコーダのステップ値とから計測値を算出する
絶対値型多回転エンコーダにある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。
の形態を説明する。
【０００７】＜イ＞絶対値型多回転エンコーダ 絶対値型単回転エンコーダを減速機で連結し、多回転の
計測を可能にした絶対値型多回転エンコーダを構成す
る。即ち、絶対値型の複数の単回転エンコーダを相互に
ギアボックスなどの減速機で連結し、一方のエンコーダ
が回転すると、他方のエンコーダには、所定の減速比で
回転が伝達される。なお、単回転に限らず、多回転エン
コーダを減速機で連結する場合も可能である。
計測を可能にした絶対値型多回転エンコーダを構成す
る。即ち、絶対値型の複数の単回転エンコーダを相互に
ギアボックスなどの減速機で連結し、一方のエンコーダ
が回転すると、他方のエンコーダには、所定の減速比で
回転が伝達される。なお、単回転に限らず、多回転エン
コーダを減速機で連結する場合も可能である。
【０００８】例えば、図１に被測定体４が矢印の方向に
移動すると、第１エンコーダ１が回転して被測定体の移
動距離に応じた回転角のステップ信号が演算装置５に出
力される。それと共に、第１エンコーダ１の回転は減速
機３の減速比で第２エンコーダ２を回転し、第２エンコ
ーダ２の回転角のステップ信号が演算装置５に出力され
る。
移動すると、第１エンコーダ１が回転して被測定体の移
動距離に応じた回転角のステップ信号が演算装置５に出
力される。それと共に、第１エンコーダ１の回転は減速
機３の減速比で第２エンコーダ２を回転し、第２エンコ
ーダ２の回転角のステップ信号が演算装置５に出力され
る。
【０００９】演算装置５では、第１エンコーダ１が多回
転しても、第２エンコーダ２のステップ信号も利用し
て、これらステップ信号を演算処理して被測定体４の移
動距離を算出し、表示装置６に表示することができる。
なお、３個以上のエンコーダでも相互に減速機３で連結
し、多回転エンコーダを構成することもできる。
転しても、第２エンコーダ２のステップ信号も利用し
て、これらステップ信号を演算処理して被測定体４の移
動距離を算出し、表示装置６に表示することができる。
なお、３個以上のエンコーダでも相互に減速機３で連結
し、多回転エンコーダを構成することもできる。
【００１０】＜ロ＞演算処理の概要 例えば、図２のように、第１エンコーダが１回転する前
後、即ち、最大ステップ値と初期値の境界前後では第２
エンコーダのステップ値（出力値）が変化しない場合が
ある。例えば、第１エンコーダの最大ステップ値が減速
比の倍数にない場合、又は減速機にバックラッシュなど
のガタがあり、減速比にバラつきがある場合がある。そ
のような場合、１回転付近では、１回転前か１回転後か
を第１エンコーダのステップ値から判断する。
後、即ち、最大ステップ値と初期値の境界前後では第２
エンコーダのステップ値（出力値）が変化しない場合が
ある。例えば、第１エンコーダの最大ステップ値が減速
比の倍数にない場合、又は減速機にバックラッシュなど
のガタがあり、減速比にバラつきがある場合がある。そ
のような場合、１回転付近では、１回転前か１回転後か
を第１エンコーダのステップ値から判断する。
【００１１】更に、１回転前なら、今までに何回転した
かを第２エンコーダのステップ値から判断し、第１と第
２のエンコーダのステップ値からトータルの回転角度を
算出することができる。
かを第２エンコーダのステップ値から判断し、第１と第
２のエンコーダのステップ値からトータルの回転角度を
算出することができる。
【００１２】１回転後でも、同様に、第２エンコーダの
ステップ値から全回転数を判断できるので、トータルの
回転角度を算出することができる。
ステップ値から全回転数を判断できるので、トータルの
回転角度を算出することができる。
【００１３】＜ハ＞減速機にガタがない場合の演算処理 第１エンコーダが最大ステップ値Ｍで一回転するとし、
ガタのない一定値の減速比Ｒとすると、第１エンコーダ
が減速比Ｒのステップ数進む毎に第２エンコーダが１ス
テップ進む。最大ステップＭが減速比Ｒで割り切れない
場合、図２のように第１エンコーダのステップ値Ｆが最
大ステップ値Ｍ付近と初期値（零）付近で第２エンコー
ダの出力はステップＳで同一となる。したがって、この
ままでは、第２エンコーダのステップ値Ｓを第１エンコ
ーダのトータルの回転角度の検出には使用できない。な
お、演算にはエンコーダのステップの立上がりを使用し
ている。
ガタのない一定値の減速比Ｒとすると、第１エンコーダ
が減速比Ｒのステップ数進む毎に第２エンコーダが１ス
テップ進む。最大ステップＭが減速比Ｒで割り切れない
場合、図２のように第１エンコーダのステップ値Ｆが最
大ステップ値Ｍ付近と初期値（零）付近で第２エンコー
ダの出力はステップＳで同一となる。したがって、この
ままでは、第２エンコーダのステップ値Ｓを第１エンコ
ーダのトータルの回転角度の検出には使用できない。な
お、演算にはエンコーダのステップの立上がりを使用し
ている。
【００１４】しかしながら、第１エンコーダのステップ
値が正確に分かるので、第１エンコーダのステップ値か
ら１回転前か後かを論理判断し、１回転前ならステップ
値Ｓを用い、１回転後ならステップ値Ｓに１を加算し
て、桁上がりのステップ値とすることで解決することが
できる。
値が正確に分かるので、第１エンコーダのステップ値か
ら１回転前か後かを論理判断し、１回転前ならステップ
値Ｓを用い、１回転後ならステップ値Ｓに１を加算し
て、桁上がりのステップ値とすることで解決することが
できる。
【００１５】具体的には、式５を満足する比較値Ｃを用
いて、第１エンコーダのステップ値と比較値Ｃとの大小
を比較し、１回転の前後を判断する。なお、この比較値
Ｃが式５を満足するためには、減速比Ｒは、最大ステッ
プ値Ｍの半分以下（Ｒ＜Ｍ／２）にする必要がある。
いて、第１エンコーダのステップ値と比較値Ｃとの大小
を比較し、１回転の前後を判断する。なお、この比較値
Ｃが式５を満足するためには、減速比Ｒは、最大ステッ
プ値Ｍの半分以下（Ｒ＜Ｍ／２）にする必要がある。
【００１６】１回転前の場合、式３を用いて、第２エン
コーダのステップ値Ｓに減速比Ｒを掛けて第１エンコー
ダの最大ステップ値Ｍで割り、その整数値から第１エン
コーダの回転数を知ることができる。更に回転数に最大
ステップ値Ｍを掛け、第１エンコーダのステップ値Ｆを
加算することにより、計測値、即ちトータルの回転角を
算出できる。また、１回転後の場合も、式４により、ス
テップ値Ｓ＋１を用いて、トータルの回転角を算出でき
る。
コーダのステップ値Ｓに減速比Ｒを掛けて第１エンコー
ダの最大ステップ値Ｍで割り、その整数値から第１エン
コーダの回転数を知ることができる。更に回転数に最大
ステップ値Ｍを掛け、第１エンコーダのステップ値Ｆを
加算することにより、計測値、即ちトータルの回転角を
算出できる。また、１回転後の場合も、式４により、ス
テップ値Ｓ＋１を用いて、トータルの回転角を算出でき
る。
【００１７】
【式３】
【式４】
【式５】
【００１８】＜ニ＞減速機にガタがあり、バラつきが減
速比以内の場合の演算処理 減速機のガタによる減速比のバラつきが減速比以内の場
合、図３に示すように、第１エンコーダが１回転する間
に、第２エンコーダの出力が６ステップ以上必要であ
る。即ち、比較値Ｃの前後に、ガタ分を含めて３ステッ
プ必要であるので、６ステップ以下にできない。その結
果、減速比は第１エンコーダの最大ステップＭの６分の
１（Ｍ／６）以下に設定する。
速比以内の場合の演算処理 減速機のガタによる減速比のバラつきが減速比以内の場
合、図３に示すように、第１エンコーダが１回転する間
に、第２エンコーダの出力が６ステップ以上必要であ
る。即ち、比較値Ｃの前後に、ガタ分を含めて３ステッ
プ必要であるので、６ステップ以下にできない。その結
果、減速比は第１エンコーダの最大ステップＭの６分の
１（Ｍ／６）以下に設定する。
【００１９】詳細には、図３を例にとって説明すると、
１回転後の場合、最大の遅れでも、（Ａ）のように、ガ
タのない本来のステップにガタ分遅れたステップにな
る。そこで、第２エンコーダのステップ値Ｓに２を加算
することにより、１回転後のステップ値に補正すること
ができる。また、最大進んでも、（Ｂ）や（Ｃ）のよう
に、第１エンコーダの１回転以内に入るので、２を加算
して補正しても、問題はない。
１回転後の場合、最大の遅れでも、（Ａ）のように、ガ
タのない本来のステップにガタ分遅れたステップにな
る。そこで、第２エンコーダのステップ値Ｓに２を加算
することにより、１回転後のステップ値に補正すること
ができる。また、最大進んでも、（Ｂ）や（Ｃ）のよう
に、第１エンコーダの１回転以内に入るので、２を加算
して補正しても、問題はない。
【００２０】１回転前の場合、最大進んでも、（Ｄ）の
ように、ガタのない本来のステップにガタ分進んだステ
ップになる。そこで、第２エンコーダのステップ値Ｓに
１を減算することにより、１回転前のステップ値に補正
することができる。また、最大遅れても、（Ｅ）や
（Ｆ）のように、第１エンコーダの１回転以内に入るの
で、１を減算して補正しても、問題はない。
ように、ガタのない本来のステップにガタ分進んだステ
ップになる。そこで、第２エンコーダのステップ値Ｓに
１を減算することにより、１回転前のステップ値に補正
することができる。また、最大遅れても、（Ｅ）や
（Ｆ）のように、第１エンコーダの１回転以内に入るの
で、１を減算して補正しても、問題はない。
【００２１】以上のことを考慮して、多回転の回転角度
を算出するには、第１エンコーダのステップ値を、式８
を満たす比較値Ｃで条件分けし、式６及び式７を使用す
る。
を算出するには、第１エンコーダのステップ値を、式８
を満たす比較値Ｃで条件分けし、式６及び式７を使用す
る。
【００２２】
【式６】
【式７】
【式８】
【００２３】＜ホ＞減速機にガタがあり、バラつきが減
速比以内の場合の演算処理 減速比のガタによる減速比のバラつきが減速比以上で２
倍の減速比以内の場合、第１エンコーダが１回転する間
に、第２エンコーダの出力が１０ステップ以上必要であ
る。即ち、比較値Ｃの前後に、ガタ分を含めて５ステッ
プ必要であるので、１０ステップ以下にできない。その
結果、減速比は第１エンコーダの最大ステップＭの１０
分の１（Ｍ／１０）以下に設定する。この場合も、式９
乃至式１１を使用して、トータルの回転角を算出する。
速比以内の場合の演算処理 減速比のガタによる減速比のバラつきが減速比以上で２
倍の減速比以内の場合、第１エンコーダが１回転する間
に、第２エンコーダの出力が１０ステップ以上必要であ
る。即ち、比較値Ｃの前後に、ガタ分を含めて５ステッ
プ必要であるので、１０ステップ以下にできない。その
結果、減速比は第１エンコーダの最大ステップＭの１０
分の１（Ｍ／１０）以下に設定する。この場合も、式９
乃至式１１を使用して、トータルの回転角を算出する。
【００２４】
【式９】
【式１０】
【式１１】
【００２５】＜ヘ＞減速機にガタがある場合の一般式の
演算処理 減速比のガタによる減速比のバラつきが減速比のＢ倍か
ら（Ｂー１）倍の間にある場合、第１エンコーダが１回
転する間に、第２エンコーダの出力が２×（２Ｂ＋１）
ステップ以上必要である。即ち、比較値Ｃの前後に、ガ
タ分を含めて（２Ｂ＋１）ステップ必要であるので、２
×（２Ｂ＋１）ステップ以下にできない。その結果、減
速比は第１エンコーダの最大ステップＭの（Ｍ／２×
（２Ｂ＋１））以下に設定する。この場合も、式１２乃
至式１４を使用して、トータルの回転角を算出する。
演算処理 減速比のガタによる減速比のバラつきが減速比のＢ倍か
ら（Ｂー１）倍の間にある場合、第１エンコーダが１回
転する間に、第２エンコーダの出力が２×（２Ｂ＋１）
ステップ以上必要である。即ち、比較値Ｃの前後に、ガ
タ分を含めて（２Ｂ＋１）ステップ必要であるので、２
×（２Ｂ＋１）ステップ以下にできない。その結果、減
速比は第１エンコーダの最大ステップＭの（Ｍ／２×
（２Ｂ＋１））以下に設定する。この場合も、式１２乃
至式１４を使用して、トータルの回転角を算出する。
【００２６】
【式１２】
【式１３】
【式１４】
【００２７】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。 ＜イ＞安価な絶対値型エンコーダを減速機で連結するだ
けで、絶対値型多回転エンコーダを得ることができる。 ＜ロ＞バッテリーを必要としない簡単な構造で、絶対値
型多回転エンコーダを得ることができる。
できる。 ＜イ＞安価な絶対値型エンコーダを減速機で連結するだ
けで、絶対値型多回転エンコーダを得ることができる。 ＜ロ＞バッテリーを必要としない簡単な構造で、絶対値
型多回転エンコーダを得ることができる。
【図１】絶対値型多回転エンコーダの構成図
【図２】第１エンコーダと第２エンコーダのステップ値
の関係図
の関係図
【図３】第２エンコーダのステップ値の補正を示す説明
図
図
１・・第１エンコーダ ２・・第２エンコーダ ３・・減速機 ４・・被測定体 ５・・演算装置 ６・・表示装置
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも第１の絶対値エンコーダと第２
の絶対値エンコーダとを減速機で連結し、第１の絶対値
エンコーダのステップ値を減速比で減速して第２の絶対
値エンコーダに伝達し、第１の絶対値エンコーダと第２
の絶対値エンコーダの各々のステップ値を用いて多回転
の計測値を演算装置で算出する絶対値型多回転エンコー
ダにおいて、 第１の絶対値エンコーダのステップ値が第１の絶対値エ
ンコーダの最大ステップ値に近いか、初期値に近いかを
判断し、 最大ステップ値に近い場合、第１の絶対値エンコーダが
次の１回転をする前の回転数と第１の絶対値エンコーダ
のステップ値とから計測値を算出し、 初期値に近い場合、第１の絶対値エンコーダが次の１回
転をした後の回転数と第１のエンコーダのステップ値と
から計測値を算出することを特徴とする、 絶対値型多回転エンコーダ。 - 【請求項２】少なくとも第１の絶対値エンコーダと第２
の絶対値エンコーダとを減速機で連結し、第１の絶対値
エンコーダのステップ値を減速比で減速して第２の絶対
値エンコーダに伝達し、第１の絶対値エンコーダと第２
の絶対値エンコーダの各々のステップ値を用いて多回転
の計測値を演算装置で算出する絶対値型多回転エンコー
ダにおいて、 第１の絶対値エンコーダのステップ値が第１の絶対値エ
ンコーダの最大ステップ値に近いか、初期値に近いかを
判断し、 最大ステップ値に近い場合、式１を用いて計測値を算出
し、 初期値に近い場合、式２を用いて計測値を算出すること
を特徴とする、 絶対値型多回転エンコーダ。 【式１】 【式２】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8195331A JP3054753B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 絶対値型多回転エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8195331A JP3054753B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 絶対値型多回転エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019599A true JPH1019599A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3054753B2 JP3054753B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=16339400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8195331A Expired - Fee Related JP3054753B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 絶対値型多回転エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3054753B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026180A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Toyo Denso Co Ltd | 舵角センサ |
| JP2013164316A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Iai:Kk | 多回転アブソリュートロータリーエンコーダ |
| CN116222625A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-06-06 | 哈尔滨理工大学 | 一种多并列无磁钢的多圈编码器装置及其计数方法 |
-
1996
- 1996-07-05 JP JP8195331A patent/JP3054753B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026180A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Toyo Denso Co Ltd | 舵角センサ |
| JP2013164316A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Iai:Kk | 多回転アブソリュートロータリーエンコーダ |
| CN116222625A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-06-06 | 哈尔滨理工大学 | 一种多并列无磁钢的多圈编码器装置及其计数方法 |
| CN116222625B (zh) * | 2023-02-09 | 2023-09-12 | 哈尔滨理工大学 | 一种多并列无磁钢的多圈编码器装置及其计数方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3054753B2 (ja) | 2000-06-19 |
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