JPH10247109A - エンコーダの異常を検出する方法およびその装置、ならびにアクチュエータ用の制御装置 - Google Patents
エンコーダの異常を検出する方法およびその装置、ならびにアクチュエータ用の制御装置Info
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- JPH10247109A JPH10247109A JP5043797A JP5043797A JPH10247109A JP H10247109 A JPH10247109 A JP H10247109A JP 5043797 A JP5043797 A JP 5043797A JP 5043797 A JP5043797 A JP 5043797A JP H10247109 A JPH10247109 A JP H10247109A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アナログ的な調整を行う必要はなく、また外
乱ノイズの影響を受けることがないエンコーダの異常検
出装置を提供する。 【解決手段】 エンコーダの異常検出装置1は、A相お
よびB相の立ち上がりまたは立ち下がりの電圧変化を検
出し、A相およびB相の立ち上がりまたは立ち下がりに
同期してパルス出力を発生するする微分回路3と、A相
およびB相がともに変化している場合にのみ、前記A相
とB相との位相差に基づいて正方向または逆方向の進行
方向を表すパルス出力を発生する進行方向判別回路4
と、微分回路3のパルス出力を計数入力とし、前記進行
方向判別回路のパルス出力をクリア信号とするパルスカ
ウンタ5とを備えている。パルスカウンタ5の計数値が
一定の値以上になった場合、エンコーダが異常であると
判断される。
乱ノイズの影響を受けることがないエンコーダの異常検
出装置を提供する。 【解決手段】 エンコーダの異常検出装置1は、A相お
よびB相の立ち上がりまたは立ち下がりの電圧変化を検
出し、A相およびB相の立ち上がりまたは立ち下がりに
同期してパルス出力を発生するする微分回路3と、A相
およびB相がともに変化している場合にのみ、前記A相
とB相との位相差に基づいて正方向または逆方向の進行
方向を表すパルス出力を発生する進行方向判別回路4
と、微分回路3のパルス出力を計数入力とし、前記進行
方向判別回路のパルス出力をクリア信号とするパルスカ
ウンタ5とを備えている。パルスカウンタ5の計数値が
一定の値以上になった場合、エンコーダが異常であると
判断される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエンコーダの異常、
とりわけエンコーダの出力配線の断線を検出する方法お
よび装置、さらには当該装置を利用したアクチュエータ
用の制御装置に関する。。
とりわけエンコーダの出力配線の断線を検出する方法お
よび装置、さらには当該装置を利用したアクチュエータ
用の制御装置に関する。。
【0002】
【従来の技術】通常、産業用ロボットに用いられるアク
チュエータ(例えばモータ)には、このアクチュエータ
の作動状態を検出するエンコーダ(例えばロータリーエ
ンコーダ)が付設されており、このエンコーダから発信
される信号に基づいてアクチュエータの位置または速度
制御が行われている。
チュエータ(例えばモータ)には、このアクチュエータ
の作動状態を検出するエンコーダ(例えばロータリーエ
ンコーダ)が付設されており、このエンコーダから発信
される信号に基づいてアクチュエータの位置または速度
制御が行われている。
【0003】エンコーダは、アクチュエータの進行方向
(モータの場合、回転方向)に応じて互いに位相差のあ
るA相およびB相のパルス信号を出力するようになって
いる。そして、ロボットの制御装置は、受信したA相お
よびB相の位相差、すなわちA相およびB相のいずれが
相対的に進んでいるかに基づいてアクチュエータの進行
方向を判断し、また、A相およびB相を連続して受信し
た場合、アクチュエータが所定距離(モータの場合、所
定角度)進行した旨判断し、これらの情報に基づいてア
クチュエータを制御するようになっている。
(モータの場合、回転方向)に応じて互いに位相差のあ
るA相およびB相のパルス信号を出力するようになって
いる。そして、ロボットの制御装置は、受信したA相お
よびB相の位相差、すなわちA相およびB相のいずれが
相対的に進んでいるかに基づいてアクチュエータの進行
方向を判断し、また、A相およびB相を連続して受信し
た場合、アクチュエータが所定距離(モータの場合、所
定角度)進行した旨判断し、これらの情報に基づいてア
クチュエータを制御するようになっている。
【0004】ここで、エンコーダの配線の一方、例えば
A相に関与する配線が断線すると、制御装置はアクチュ
エータが全く動作していないと判断してしまうことにな
り、ロボットの暴走が発生する恐れがある。このため、
ロボットには、暴走防止用のエンコーダ異常検出装置が
従来から組み込まれている。
A相に関与する配線が断線すると、制御装置はアクチュ
エータが全く動作していないと判断してしまうことにな
り、ロボットの暴走が発生する恐れがある。このため、
ロボットには、暴走防止用のエンコーダ異常検出装置が
従来から組み込まれている。
【0005】図7に、従来の異常検出装置の回路構成の
一例を示す。図7において、31は5.0Vの電位を持
つプルアップ用電源、32はプルアップ抵抗、33はT
TLレベルのハイレベルよりやや高い値である4.8V
(Vth)の電位を有する基準電源、34はコンパレー
タ、35は2つのコンパレータ34の出力の論理和を出
力するAND回路である。
一例を示す。図7において、31は5.0Vの電位を持
つプルアップ用電源、32はプルアップ抵抗、33はT
TLレベルのハイレベルよりやや高い値である4.8V
(Vth)の電位を有する基準電源、34はコンパレー
タ、35は2つのコンパレータ34の出力の論理和を出
力するAND回路である。
【0006】コンパレータ34は、エンコーダ2から出
力されるA相およびB相のそれぞれのパルス出力を基準
電圧(Vth)と比較して、Vth以上であればエンコーダ
に異常があると判断して、警報信号を出力するようにな
っている。
力されるA相およびB相のそれぞれのパルス出力を基準
電圧(Vth)と比較して、Vth以上であればエンコーダ
に異常があると判断して、警報信号を出力するようにな
っている。
【0007】すなわち、エンコーダが正常であれば、A
相およびB相のパルス出力電圧は、ハイレベルのときで
も4.8V以下の矩形波として入力されるため、コンパ
レータ34での比較結果はいずれも正常となる。
相およびB相のパルス出力電圧は、ハイレベルのときで
も4.8V以下の矩形波として入力されるため、コンパ
レータ34での比較結果はいずれも正常となる。
【0008】一方、エンコーダからの信号線が断線した
場合、プルアップ抵抗32によりコンパレータ34への
入力電圧は、プルアップ用電源31の電圧である5.0
Vまで上昇、すなわち基準電圧(Vth)より高い電圧と
なるため、異常があると判断されるようになっている。
場合、プルアップ抵抗32によりコンパレータ34への
入力電圧は、プルアップ用電源31の電圧である5.0
Vまで上昇、すなわち基準電圧(Vth)より高い電圧と
なるため、異常があると判断されるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した方法
はアナログ値の比較により実行されるため、基準電圧の
設定に微妙な調節が必要であり、また、信号線に重畳す
るノイズにより誤動作が発生する場合もありうる。この
ような誤動作を防止するためには、ローパスフィルタを
用いて高周波成分を除去する必要がある。
はアナログ値の比較により実行されるため、基準電圧の
設定に微妙な調節が必要であり、また、信号線に重畳す
るノイズにより誤動作が発生する場合もありうる。この
ような誤動作を防止するためには、ローパスフィルタを
用いて高周波成分を除去する必要がある。
【0010】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、アナログ的な微妙な調整を不要とするとともに、外
乱ノイズによる影響を最小限として、これにより高精度
な判定を行うことができるエンコーダの異常検出方法お
よびその装置、および当該装置を備えたアクチュエータ
用の制御装置を提供することを目的とする。
り、アナログ的な微妙な調整を不要とするとともに、外
乱ノイズによる影響を最小限として、これにより高精度
な判定を行うことができるエンコーダの異常検出方法お
よびその装置、および当該装置を備えたアクチュエータ
用の制御装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、第1の手段は、互いに位相差のあるA相およびB相
を出力するエンコーダの異常検出装置において、前記A
相およびB相が入力され、前記A相およびB相の出力の
少なくとも一方が変化している場合、前記A相およびB
相の立ち上がりまたは立ち下がりと同期してパルス出力
を発生する第1の回路と、前記A相およびB相が入力さ
れ、前記A相およびB相の出力がともに変化している場
合にのみ、前記A相またはB相の立ち上がりまたは立ち
下がりと同期してパルス出力を発生する第2の回路と、
前記第1の回路からのパルス出力を計数入力とし、前記
第2の回路からのパルス出力をクリア入力とするパルス
カウンタとを備え、前記パルスカウンタの計数値が一定
の値以上になった場合、前記エンコーダが異常であると
判断することを特徴とするものである。
め、第1の手段は、互いに位相差のあるA相およびB相
を出力するエンコーダの異常検出装置において、前記A
相およびB相が入力され、前記A相およびB相の出力の
少なくとも一方が変化している場合、前記A相およびB
相の立ち上がりまたは立ち下がりと同期してパルス出力
を発生する第1の回路と、前記A相およびB相が入力さ
れ、前記A相およびB相の出力がともに変化している場
合にのみ、前記A相またはB相の立ち上がりまたは立ち
下がりと同期してパルス出力を発生する第2の回路と、
前記第1の回路からのパルス出力を計数入力とし、前記
第2の回路からのパルス出力をクリア入力とするパルス
カウンタとを備え、前記パルスカウンタの計数値が一定
の値以上になった場合、前記エンコーダが異常であると
判断することを特徴とするものである。
【0012】また、第2の手段は、互いに位相差のある
A相およびB相を出力するエンコーダの異常検出装置に
おいて、前記A相およびB相の立ち上がりまたは立ち下
がりの電圧変化を検出し、前記A相およびB相の立ち上
がりまたは立ち下がりに同期してパルス出力を発生する
微分回路と、前記A相およびB相ともに変化している場
合にのみ、前記A相とB相との位相差に基づいて正方向
または逆方向の進行方向を表すパルス出力を発生する進
行方向判別回路と、前記微分回路のパルス出力を計数入
力とし、前記進行方向判別回路のパルス出力をクリア信
号とするパルスカウンタと、を備え、前記パルスカウン
タの計数値が一定の値以上になった場合、前記エンコー
ダが異常であると判断することを特徴とするものであ
る。
A相およびB相を出力するエンコーダの異常検出装置に
おいて、前記A相およびB相の立ち上がりまたは立ち下
がりの電圧変化を検出し、前記A相およびB相の立ち上
がりまたは立ち下がりに同期してパルス出力を発生する
微分回路と、前記A相およびB相ともに変化している場
合にのみ、前記A相とB相との位相差に基づいて正方向
または逆方向の進行方向を表すパルス出力を発生する進
行方向判別回路と、前記微分回路のパルス出力を計数入
力とし、前記進行方向判別回路のパルス出力をクリア信
号とするパルスカウンタと、を備え、前記パルスカウン
タの計数値が一定の値以上になった場合、前記エンコー
ダが異常であると判断することを特徴とするものであ
る。
【0013】これら第1および第2の手段よれば、アナ
ログ的な微妙な調整を不要とするとともに、外乱ノイズ
による影響を最小限として、これにより高精度な判定を
行うことができるエンコーダの異常検出装置を提供する
ことができる。
ログ的な微妙な調整を不要とするとともに、外乱ノイズ
による影響を最小限として、これにより高精度な判定を
行うことができるエンコーダの異常検出装置を提供する
ことができる。
【0014】また、第3の手段は、ロボット等を駆動す
るアクチュエータ用の制御装置において、前記アクチュ
エータの進行方向を検出して互いに位相差のあるA相お
よびB相を出力するエンコーダと、前記A相およびB相
の立ち上がりまたは立ち下がりの電圧変化を検出し、前
記A相およびB相の立ち上がりまたは立ち下がりに同期
してパルス出力を発生する微分回路と、前記A相および
B相がともに変化している場合にのみ、前記A相とB相
との位相差に基づいて正方向または逆方向の進行方向を
表すパルス出力を発生する進行方向判別回路と、前記微
分回路のパルス出力を計数入力とし、前記進行方向判別
回路のパルス出力をクリア信号とするパルスカウンタ
と、前記エンコーダのA相およびB相の出力と、前記進
行方向判別回路のパルス出力とに基づいて前記アクチュ
エータを制御するフィードバック制御系と、前記パルス
カウンタの計数値が一定の値以上になった場合、前記ア
クチュエータを停止させるインターロック装置とを備え
たことを特徴とするものである。
るアクチュエータ用の制御装置において、前記アクチュ
エータの進行方向を検出して互いに位相差のあるA相お
よびB相を出力するエンコーダと、前記A相およびB相
の立ち上がりまたは立ち下がりの電圧変化を検出し、前
記A相およびB相の立ち上がりまたは立ち下がりに同期
してパルス出力を発生する微分回路と、前記A相および
B相がともに変化している場合にのみ、前記A相とB相
との位相差に基づいて正方向または逆方向の進行方向を
表すパルス出力を発生する進行方向判別回路と、前記微
分回路のパルス出力を計数入力とし、前記進行方向判別
回路のパルス出力をクリア信号とするパルスカウンタ
と、前記エンコーダのA相およびB相の出力と、前記進
行方向判別回路のパルス出力とに基づいて前記アクチュ
エータを制御するフィードバック制御系と、前記パルス
カウンタの計数値が一定の値以上になった場合、前記ア
クチュエータを停止させるインターロック装置とを備え
たことを特徴とするものである。
【0015】この第3の手段によれば、進行方向判別回
路の出力をアクチュエータの制御系とエンコーダ異常検
出装置とで共用することができる。このため、簡潔な回
路構成でアクチュエータの暴走防止機能を実現すること
ができる。
路の出力をアクチュエータの制御系とエンコーダ異常検
出装置とで共用することができる。このため、簡潔な回
路構成でアクチュエータの暴走防止機能を実現すること
ができる。
【0016】第4の手段は、互いに位相差のあるA相お
よびB相を出力するエンコーダの異常を検出する方法に
おいて、前記A相およびB相の出力の少なくとも一方が
変化している場合、前記A相またはB相の立ち上がりま
たは立ち下がりと同期した第1のパルス出力を発生する
工程と、前記A相およびB相の出力がともに変化してい
る場合にのみ、前記A相またはB相の立ち上がりまたは
立ち下がりと同期した第2のパルス出力を発生する工程
と、前記第1および第2のパルス出力を検知し、予め定
められた回数だけ前記第1のパルス出力が検知される間
に前記第2のパルス出力が検知されない場合に、前記エ
ンコーダが異常であると判定する工程とを備えたことを
特徴とするものである。
よびB相を出力するエンコーダの異常を検出する方法に
おいて、前記A相およびB相の出力の少なくとも一方が
変化している場合、前記A相またはB相の立ち上がりま
たは立ち下がりと同期した第1のパルス出力を発生する
工程と、前記A相およびB相の出力がともに変化してい
る場合にのみ、前記A相またはB相の立ち上がりまたは
立ち下がりと同期した第2のパルス出力を発生する工程
と、前記第1および第2のパルス出力を検知し、予め定
められた回数だけ前記第1のパルス出力が検知される間
に前記第2のパルス出力が検知されない場合に、前記エ
ンコーダが異常であると判定する工程とを備えたことを
特徴とするものである。
【0017】この第4の手段によれば、アナログ的な微
妙な調整を不要とするとともに、外乱ノイズによる影響
を最小限とした高精度なエンコーダの断線検出を行うこ
とができる。
妙な調整を不要とするとともに、外乱ノイズによる影響
を最小限とした高精度なエンコーダの断線検出を行うこ
とができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。第1の実施の形態 まず、第1の実施の形態について説明する。図1乃至図
4は本発明の第1の実施の形態を示す図である。
施の形態について説明する。第1の実施の形態 まず、第1の実施の形態について説明する。図1乃至図
4は本発明の第1の実施の形態を示す図である。
【0019】まず、本発明による異常検出装置1を備え
たロボットの構成について説明する。図1に示すように
ロボットは、例えば手先効果器が取り付けられたアーム
部(いずれも図示せず)を駆動するアクチュエータの一
例としてサーボモータ11を有している。
たロボットの構成について説明する。図1に示すように
ロボットは、例えば手先効果器が取り付けられたアーム
部(いずれも図示せず)を駆動するアクチュエータの一
例としてサーボモータ11を有している。
【0020】サーボモータ11には、エンコーダの一例
としてロータリーエンコーダ2(以下、単にエンコーダ
2という)が付設されている。エンコーダ2はサーボモ
ータ11の回転状態に対応して互いに位相差のあるA相
およびB相を出力するようになっている。このエンコー
ダ2の出力は、進行方向判別回路の一例である回転方向
判別回路4に接続されている。回転方向判別回路4は、
後に詳述するように、サーボモータ11の回転情報(回
転方向および回転量の情報)をパルス信号として発信す
るICである。
としてロータリーエンコーダ2(以下、単にエンコーダ
2という)が付設されている。エンコーダ2はサーボモ
ータ11の回転状態に対応して互いに位相差のあるA相
およびB相を出力するようになっている。このエンコー
ダ2の出力は、進行方向判別回路の一例である回転方向
判別回路4に接続されている。回転方向判別回路4は、
後に詳述するように、サーボモータ11の回転情報(回
転方向および回転量の情報)をパルス信号として発信す
るICである。
【0021】そしてこのパルス信号は、ロボットの制御
系の一例である、位置・速度制御系10の一部をなす位
置・速度制御部13にフィードバックデータとして入力
され、これによりサーボモータ11の動作が制御される
ようになっている。すなわち、サーボモータ11、位置
・速度制御部13、エンコーダ2および回転方向判別回
路4によりロボットの位置・速度制御系10が構成され
ている。
系の一例である、位置・速度制御系10の一部をなす位
置・速度制御部13にフィードバックデータとして入力
され、これによりサーボモータ11の動作が制御される
ようになっている。すなわち、サーボモータ11、位置
・速度制御部13、エンコーダ2および回転方向判別回
路4によりロボットの位置・速度制御系10が構成され
ている。
【0022】また、ロボットは、位置・速度制御部13
に設けられたサーボドライバ14に電流を供給する電源
装置12を有している。
に設けられたサーボドライバ14に電流を供給する電源
装置12を有している。
【0023】図2および図3に示すように、エンコーダ
2の出力は、微分回路3にも接続されている。また、微
分回路3および回転方向判別回路4は、OR回路6およ
びOR回路7にそれぞれ接続されており、OR回路6,
7はそれぞれカウンタ5に接続されている。カウンタ5
のキャリー出力は電源装置12に内蔵されたインターロ
ック装置15に接続されている。そして前述した回転方
向判別回路4、OR回路6,7およびカウンタ5により
エンコーダ異常検出装置1が構成されている。なお、図
2において、8a,8bはレシーバ、9a,9bはバッ
ファであり、いずれも受信したデジタル波形を整える等
のバッファ機能を果たすものである。
2の出力は、微分回路3にも接続されている。また、微
分回路3および回転方向判別回路4は、OR回路6およ
びOR回路7にそれぞれ接続されており、OR回路6,
7はそれぞれカウンタ5に接続されている。カウンタ5
のキャリー出力は電源装置12に内蔵されたインターロ
ック装置15に接続されている。そして前述した回転方
向判別回路4、OR回路6,7およびカウンタ5により
エンコーダ異常検出装置1が構成されている。なお、図
2において、8a,8bはレシーバ、9a,9bはバッ
ファであり、いずれも受信したデジタル波形を整える等
のバッファ機能を果たすものである。
【0024】また、レシーバ8a,8bの上流側にはT
TLレベルのハイレベルよりやや高い電位を有するプル
アップ用電源33とプルアップ抵抗34とが接続されて
いる。
TLレベルのハイレベルよりやや高い電位を有するプル
アップ用電源33とプルアップ抵抗34とが接続されて
いる。
【0025】次に、上記構成を有する本実施形態の作用
について図2乃至図4により説明する。なお、図3
(a)〜(h)および図4(a)〜(i)に示す波形
は、それぞれ図2において、符号(a)〜(i)を付し
た位置において得られる波形を示している。
について図2乃至図4により説明する。なお、図3
(a)〜(h)および図4(a)〜(i)に示す波形
は、それぞれ図2において、符号(a)〜(i)を付し
た位置において得られる波形を示している。
【0026】まず、エンコーダ2が正常な場合のエンコ
ーダ異常検出装置1の作用について、図2および図3に
より説明する。図3は、サーボモータ11が時間t1の
時点まで正回転し、時間t2以降逆回転をしている場合
に各部位(a)〜(i)で得られる波形を示している。
ーダ異常検出装置1の作用について、図2および図3に
より説明する。図3は、サーボモータ11が時間t1の
時点まで正回転し、時間t2以降逆回転をしている場合
に各部位(a)〜(i)で得られる波形を示している。
【0027】図3(a)(b)に示すように、サーボモ
ータ11が正回転している場合、A相がB相に対して9
0度進んだ一組のパルス出力がエンコーダ2から出力さ
れ、サーボモータ11が逆回転している場合、A相がB
相に対して90度遅れたパルスがエンコーダ2から出力
されている。
ータ11が正回転している場合、A相がB相に対して9
0度進んだ一組のパルス出力がエンコーダ2から出力さ
れ、サーボモータ11が逆回転している場合、A相がB
相に対して90度遅れたパルスがエンコーダ2から出力
されている。
【0028】エンコーダ2から出力されたA相及びB相
は、それぞれ微分回路3に入力される。微分回路3はA
相及びB相の立ち上がりを捉えて図3(c)(d)にそ
れぞれ示すようなパルスを出力する。なお、微分回路3
はA相およびB相の立ち下がりを捉えるものであっても
よい。
は、それぞれ微分回路3に入力される。微分回路3はA
相及びB相の立ち上がりを捉えて図3(c)(d)にそ
れぞれ示すようなパルスを出力する。なお、微分回路3
はA相およびB相の立ち下がりを捉えるものであっても
よい。
【0029】微分回路3から出力されたA相及びB相に
対応するパルスはそれぞれOR回路6の両端子に入力さ
れ、OR回路6は、図3(e)に示すようにその論理和
を出力する。この論理和は、カウンタ5に計数パルスと
して入力される。
対応するパルスはそれぞれOR回路6の両端子に入力さ
れ、OR回路6は、図3(e)に示すようにその論理和
を出力する。この論理和は、カウンタ5に計数パルスと
して入力される。
【0030】また、エンコーダ2から出力されたA相及
びB相は、回転方向判別回路4にも入力される。回転方
向判別回路4は、A相及びB相がともに変化している場
合にのみ、A相及びB相の相互間の進みおよび遅れの関
係に基づいてサーボモータ11の回転方向を判別し、カ
ウントアップパルス(以下C/Uパルスという)および
カウントダウンパルス(以下C/Dパルスという)を出
力する。
びB相は、回転方向判別回路4にも入力される。回転方
向判別回路4は、A相及びB相がともに変化している場
合にのみ、A相及びB相の相互間の進みおよび遅れの関
係に基づいてサーボモータ11の回転方向を判別し、カ
ウントアップパルス(以下C/Uパルスという)および
カウントダウンパルス(以下C/Dパルスという)を出
力する。
【0031】すなわち、回転方向判別回路4は、A相が
進んでいる場合には、図3(c)に示すようにA相の立
ち下がりに同期してC/Uパルスを出力し、A相が遅れ
ている場合には、図3(d)に示すようにA相の立ち上
がりに同期してC/Dパルスを出力する。
進んでいる場合には、図3(c)に示すようにA相の立
ち下がりに同期してC/Uパルスを出力し、A相が遅れ
ている場合には、図3(d)に示すようにA相の立ち上
がりに同期してC/Dパルスを出力する。
【0032】C/UパルスまたはC/DパルスはOR回
路7の両端子に入力され、OR回路7は、図3(h)に
示すように、その論理和を出力する。この論理和は、カ
ウンタ5にクリアパルスとして入力される。
路7の両端子に入力され、OR回路7は、図3(h)に
示すように、その論理和を出力する。この論理和は、カ
ウンタ5にクリアパルスとして入力される。
【0033】図3(e)と図3(h)との関係から明ら
かなように、エンコーダ2が正常な場合は、カウンタ5
の計数値が2になると常にカウンタ5にクリアパルスが
入力される。このため、カウンタの計数値は2を超える
ことはない。
かなように、エンコーダ2が正常な場合は、カウンタ5
の計数値が2になると常にカウンタ5にクリアパルスが
入力される。このため、カウンタの計数値は2を超える
ことはない。
【0034】次に、図4により、正常に作動しているエ
ンコーダ2に、時間t2の時点でA相に関与する配線に
断線が発生した場合について説明する。
ンコーダ2に、時間t2の時点でA相に関与する配線に
断線が発生した場合について説明する。
【0035】図4左側に示すように、A相がB相に対し
て90度進んでおり、かつA相およびB相に関与する配
線のいずれにも断線が無い場合、各部位a〜hにおいて
測定される波形は、図3のt1以前に各部位(a)〜
(h)において測定される波形と全く同一である。
て90度進んでおり、かつA相およびB相に関与する配
線のいずれにも断線が無い場合、各部位a〜hにおいて
測定される波形は、図3のt1以前に各部位(a)〜
(h)において測定される波形と全く同一である。
【0036】A相に関与する配線に断線が発生すると、
部位(a)で検出されるA相の出力は、プルアップ抵抗
34の影響によりハイレベル(H)で一定となるため、
微分回路3から出力されるパルスは、図4(d)に示す
もののみとなり、サーボモータ11の単位回転量あたり
のカウンタ5に入力される計数パルスは、エンコーダ2
が正常な場合の1/2となる。
部位(a)で検出されるA相の出力は、プルアップ抵抗
34の影響によりハイレベル(H)で一定となるため、
微分回路3から出力されるパルスは、図4(d)に示す
もののみとなり、サーボモータ11の単位回転量あたり
のカウンタ5に入力される計数パルスは、エンコーダ2
が正常な場合の1/2となる。
【0037】一方、回転方向判別回路4は、A相または
B相に関与する配線のいずれか一方が断線すると、C/
UパルスおよびC/Dパルスのいずれも出力しなくなる
ため、OR回路7はクリアパルスを全く発生しなくな
る。このため、カウンタ5の計数値はサーボモータ11
の回転量の増加とともに増えてゆく。
B相に関与する配線のいずれか一方が断線すると、C/
UパルスおよびC/Dパルスのいずれも出力しなくなる
ため、OR回路7はクリアパルスを全く発生しなくな
る。このため、カウンタ5の計数値はサーボモータ11
の回転量の増加とともに増えてゆく。
【0038】カウンタ4は、計数値が所定カウント以上
になると、キャリー出力を発生する。すなわち、例え
ば、このカウンタ5が4ビットのカウンタである場合に
は、計数値が16カウントになった時点でキャリー出力
を発生する。
になると、キャリー出力を発生する。すなわち、例え
ば、このカウンタ5が4ビットのカウンタである場合に
は、計数値が16カウントになった時点でキャリー出力
を発生する。
【0039】このキャリー出力は異常検出信号として出
力され、電源装置12に設けられたインターロック装置
15に入力され、インターロック装置15は、サーボド
ライバ14への電流の供給を停止する。
力され、電源装置12に設けられたインターロック装置
15に入力され、インターロック装置15は、サーボド
ライバ14への電流の供給を停止する。
【0040】なお、カウンタ4の計数値が16となる前
に、例えば4カウントとなった場合に異常検出信号を発
生させたい場合には、カウンタ4のQc出力を異常検出
信号として用いてもよい。Qc出力とは、図3に示すよ
うに、計数値が4となった場合にハイレベル(H)とな
る出力である(図4(i)参照)。なお、計数値が8と
なった場合にハイレベル(H)となるカウンタ4のQd
出力を異常検出信号として用いてもよい。
に、例えば4カウントとなった場合に異常検出信号を発
生させたい場合には、カウンタ4のQc出力を異常検出
信号として用いてもよい。Qc出力とは、図3に示すよ
うに、計数値が4となった場合にハイレベル(H)とな
る出力である(図4(i)参照)。なお、計数値が8と
なった場合にハイレベル(H)となるカウンタ4のQd
出力を異常検出信号として用いてもよい。
【0041】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、エンコーダの出力をデジタル信号として処理するた
め、断線検出装置のアナログ的な調整を行う必要はな
く、また外乱ノイズの影響をほとんど受けることがな
い。このため、正確かつ容易にエンコーダの異常、例え
ば信号線の断線を検出することができる。
ば、エンコーダの出力をデジタル信号として処理するた
め、断線検出装置のアナログ的な調整を行う必要はな
く、また外乱ノイズの影響をほとんど受けることがな
い。このため、正確かつ容易にエンコーダの異常、例え
ば信号線の断線を検出することができる。
【0042】また、回転方向判別回路は、サーボモータ
の制御系とエンコーダの異常検出装置とで共用できるた
め、ロボットの制御装置の構成を簡略化することができ
る。
の制御系とエンコーダの異常検出装置とで共用できるた
め、ロボットの制御装置の構成を簡略化することができ
る。
【0043】なお、本明細書の実施形態の説明において
は、アクチュエータとして回転駆動を行うアクチュエー
タが例示され、アクチュエータの駆動方式に対応するエ
ンコーダとしてロータリーエンコーダが例示されている
が、これに限定されるものではない。すなわち、アクチ
ュエータとしてリニアアクチュエータが用いられていて
もよいし、その場合にはエンコーダにはリニアエンコー
ダが使用される。また、本明細書においては、「進行方
向判別回路」という用語は、回転動作の方向を判別する
ものと、回転動作以外の動き、例えばリニアな動作の方
向を判別するものとの両方を含む意味で用いられる。
は、アクチュエータとして回転駆動を行うアクチュエー
タが例示され、アクチュエータの駆動方式に対応するエ
ンコーダとしてロータリーエンコーダが例示されている
が、これに限定されるものではない。すなわち、アクチ
ュエータとしてリニアアクチュエータが用いられていて
もよいし、その場合にはエンコーダにはリニアエンコー
ダが使用される。また、本明細書においては、「進行方
向判別回路」という用語は、回転動作の方向を判別する
ものと、回転動作以外の動き、例えばリニアな動作の方
向を判別するものとの両方を含む意味で用いられる。
【0044】第2の実施の形態 次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施
の形態は第1の実施において用いた回転方向判別回路を
利用することなくエンコーダ異常検出装置を構成するも
のである。第2の実施の形態において第1の実施と同一
部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略す
る。
の形態は第1の実施において用いた回転方向判別回路を
利用することなくエンコーダ異常検出装置を構成するも
のである。第2の実施の形態において第1の実施と同一
部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略す
る。
【0045】図5に示すように、エンコーダ異常検出装
置は、エンコーダ2のA相およびB相の出力が入力され
るNAND回路21およびNOR22回路を有してい
る。これらNAND回路21及びNOR回路22には、
それぞれ微分回路3A,3Bが接続されている。なお、
微分回路3A,3Bの機能は、第1の実施形態の微分回
路3と同一である。
置は、エンコーダ2のA相およびB相の出力が入力され
るNAND回路21およびNOR22回路を有してい
る。これらNAND回路21及びNOR回路22には、
それぞれ微分回路3A,3Bが接続されている。なお、
微分回路3A,3Bの機能は、第1の実施形態の微分回
路3と同一である。
【0046】微分回路3Aの出力はカウンタ5の計数入
力として用いられ、微分回路3Bの出力はカウンタ5の
クリアパルスとして用いられるようになっている。
力として用いられ、微分回路3Bの出力はカウンタ5の
クリアパルスとして用いられるようになっている。
【0047】次に、上記構成を有する本実施形態の作用
について図5および図6により説明する。図6(a)〜
(f)は、時間t2まではエンコーダ2が正常な状態で
A相がB相に対して90度進んでいるパルスを出力して
おり、時間t2の時点でエンコーダのA相の配線に断線
が発生した場合に、図5に示す各部位(a)〜(f)に
おいて測定される波形を示している。
について図5および図6により説明する。図6(a)〜
(f)は、時間t2まではエンコーダ2が正常な状態で
A相がB相に対して90度進んでいるパルスを出力して
おり、時間t2の時点でエンコーダのA相の配線に断線
が発生した場合に、図5に示す各部位(a)〜(f)に
おいて測定される波形を示している。
【0048】NAND回路21は、図6(c)示すよう
に、A相およびB相がいずれもハイレベル(H)にある
場合のみ、ローレベル(L)の信号を出力し、他の場合
には常にハイレベル(H)の信号を出力する。
に、A相およびB相がいずれもハイレベル(H)にある
場合のみ、ローレベル(L)の信号を出力し、他の場合
には常にハイレベル(H)の信号を出力する。
【0049】また、NOR回路22は、図6(d)に示
すように、A相およびB相がいずれもローレベル(L)
にある場合のみ、ハイレベル(H)の信号を出力し、他
の場合には常にローレベル(L)の信号を出力する。
すように、A相およびB相がいずれもローレベル(L)
にある場合のみ、ハイレベル(H)の信号を出力し、他
の場合には常にローレベル(L)の信号を出力する。
【0050】微分回路3A,3Bはそれぞれ、NAND
回路21及びNOR回路22からの出力パルスの立ち上
がりを捉え、パルス信号を出力する。
回路21及びNOR回路22からの出力パルスの立ち上
がりを捉え、パルス信号を出力する。
【0051】前述したように、微分回路3Aの出力パル
スは、カウンタ5の計数入力として用いられ、微分回路
3Bの出力パルスは、カウンタ5のクリアパルスとして
用いられる。従って、エンコーダ2が正常な場合には、
図6(e)(f)に示すように、カウンタ5には計数入
力とクリアパルスが交互に入力されることになるため、
カウンタ5の計数値は1を超えることがない。
スは、カウンタ5の計数入力として用いられ、微分回路
3Bの出力パルスは、カウンタ5のクリアパルスとして
用いられる。従って、エンコーダ2が正常な場合には、
図6(e)(f)に示すように、カウンタ5には計数入
力とクリアパルスが交互に入力されることになるため、
カウンタ5の計数値は1を超えることがない。
【0052】一方、エンコーダのA相に関与する配線に
断線が発生した場合には、部位(a)で検出されるA相
の出力は、プルアップ抵抗34の影響によりハイレベル
(H)で一定となる。このため微分回路3Aからの計数
入力のみがカウンタ5に入力されるようになり、微分回
路3Bからのクリアパルスはカウンタ5に入力されなく
なる。従って、カウンタ5の計数値はサーボモータ11
の回転量に応じて増加してゆく。
断線が発生した場合には、部位(a)で検出されるA相
の出力は、プルアップ抵抗34の影響によりハイレベル
(H)で一定となる。このため微分回路3Aからの計数
入力のみがカウンタ5に入力されるようになり、微分回
路3Bからのクリアパルスはカウンタ5に入力されなく
なる。従って、カウンタ5の計数値はサーボモータ11
の回転量に応じて増加してゆく。
【0053】カウンタ5は、計数値が所定カウント以上
になると、キャリー出力を発生する。このキャリー出力
は異常検出信号として出力され、第1の実施の形態と同
様にして電源装置12に設けられたインターロック装置
15に入力され、インターロック装置15は、サーボド
ライバ14への電流の供給を停止する。
になると、キャリー出力を発生する。このキャリー出力
は異常検出信号として出力され、第1の実施の形態と同
様にして電源装置12に設けられたインターロック装置
15に入力され、インターロック装置15は、サーボド
ライバ14への電流の供給を停止する。
【0054】本実施形態においても、第1の実施の形態
と同様に、エンコーダの出力をデジタル的に処理するた
め、異常検出装置のアナログ的な調整を行う必要はな
く、また外乱ノイズの影響をほとんど受けることがな
い。このため、正確かつ容易にエンコーダの異常を検出
することができる。
と同様に、エンコーダの出力をデジタル的に処理するた
め、異常検出装置のアナログ的な調整を行う必要はな
く、また外乱ノイズの影響をほとんど受けることがな
い。このため、正確かつ容易にエンコーダの異常を検出
することができる。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンコーダの出力をデジタル的に処理するため、従来の
異常検出装置のようにアナログ的な調整を行う必要はな
く、また外乱ノイズの影響をほとんど受けることがな
い。このため、正確かつ容易にエンコーダの異常を検出
することができる。
エンコーダの出力をデジタル的に処理するため、従来の
異常検出装置のようにアナログ的な調整を行う必要はな
く、また外乱ノイズの影響をほとんど受けることがな
い。このため、正確かつ容易にエンコーダの異常を検出
することができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態によるエンコーダ異
常検出装置を具備したロボットの構成を示す図。
常検出装置を具備したロボットの構成を示す図。
【図2】エンコーダ異常検出装置の第1の実施の形態を
示す図であって、エンコーダ異常検出装置の回路構成を
示すブロック図。
示す図であって、エンコーダ異常検出装置の回路構成を
示すブロック図。
【図3】エンコーダが正常な場合に、各部材の出力側で
検出される波形を示す図。
検出される波形を示す図。
【図4】エンコーダの配線に断線が発生した場合に、各
部材の出力側で検出される波形の変化を示す図。
部材の出力側で検出される波形の変化を示す図。
【図5】エンコーダ異常検出装置の第2の実施の形態を
示す図であって、エンコーダ異常検出装置の回路構成を
示すブロック図。
示す図であって、エンコーダ異常検出装置の回路構成を
示すブロック図。
【図6】エンコーダの配線に断線が発生した場合に、各
部材の出力側で検出される波形の変化を示す図。
部材の出力側で検出される波形の変化を示す図。
【図7】従来のエンコーダ異常検出装置の回路構成を示
すブロック図。
すブロック図。
2 エンコーダ 3,3A,3B 微分回路 4 進行方向判別回路 3および6,3Aおよび21 第1の回路 4,3Bおよび22 第2の回路 5 パルスカウンタ 10 フィードバック制御系 11 アクチュエータ 15 インターロック装置
Claims (4)
- 【請求項1】互いに位相差のあるA相およびB相を出力
するエンコーダの異常検出装置において、 前記A相およびB相が入力され、前記A相およびB相の
出力の少なくとも一方が変化している場合、前記A相お
よびB相の立ち上がりまたは立ち下がりと同期してパル
ス出力を発生する第1の回路と、 前記A相およびB相が入力され、前記A相およびB相の
出力がともに変化している場合にのみ、前記A相または
B相の立ち上がりまたは立ち下がりと同期してパルス出
力を発生する第2の回路と、 前記第1の回路からのパルス出力を計数入力とし、前記
第2の回路からのパルス出力をクリア入力とするパルス
カウンタと、を備え、 前記パルスカウンタの計数値が一定の値以上になった場
合、前記エンコーダが異常であると判断することを特徴
とする異常検出装置。 - 【請求項2】互いに位相差のあるA相およびB相を出力
するエンコーダの異常検出装置において、 前記A相およびB相の立ち上がりまたは立ち下がりの電
圧変化を検出し、前記A相およびB相の立ち上がりまた
は立ち下がりに同期してパルス出力を発生する微分回路
と、 前記A相およびB相の出力がともに変化している場合に
のみ、前記A相とB相との位相差に基づいて正方向また
は逆方向の進行方向を表すパルス出力を発生する進行方
向判別回路と、 前記微分回路のパルス出力を計数入力とし、前記進行方
向判別回路のパルス出力をクリア信号とするパルスカウ
ンタと、を備え、 前記パルスカウンタの計数値が一定の値以上になった場
合、前記エンコーダが異常であると判断することを特徴
とする異常検出装置。 - 【請求項3】ロボット等を駆動するアクチュエータ用の
制御装置において、 前記アクチュエータの進行方向を検出して互いに位相差
のあるA相およびB相を出力するエンコーダと、 前記A相およびB相の立ち上がりまたは立ち下がりの電
圧変化を検出し、前記A相およびB相の立ち上がりまた
は立ち下がりに同期してパルス出力を発生する微分回路
と、 前記A相およびB相がともに変化している場合にのみ、
前記A相とB相との位相差に基づいて正方向または逆方
向の進行方向を表すパルス出力を発生する進行方向判別
回路と、 前記微分回路のパルス出力を計数入力とし、前記進行方
向判別回路のパルス出力をクリア信号とするパルスカウ
ンタと、 前記エンコーダのA相およびB相の出力と、前記進行方
向判別回路のパルス出力とに基づいて前記アクチュエー
タを制御するフィードバック制御系と、 前記パルスカウンタの計数値が一定の値以上になった場
合、前記アクチュエータを停止させるインターロック装
置と、を備えたことを特徴とするアクチュエータ用の制
御装置。 - 【請求項4】互いに位相差のあるA相およびB相を出力
するエンコーダの異常を検出する方法において、 前記A相およびB相の出力の少なくとも一方が変化して
いる場合、前記A相またはB相の立ち上がりまたは立ち
下がりと同期した第1のパルス出力を発生する工程と、 前記A相およびB相の出力がともに変化している場合に
のみ、前記A相またはB相の立ち上がりまたは立ち下が
りと同期した第2のパルス出力を発生する工程と、 前記第1および第2のパルス出力を検知し、予め定めら
れた回数だけ前記第1のパルス出力が検知される間に前
記第2のパルス出力が検知されない場合に、前記エンコ
ーダが異常であると判定する工程と、を備えたことを特
徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043797A JPH10247109A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | エンコーダの異常を検出する方法およびその装置、ならびにアクチュエータ用の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043797A JPH10247109A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | エンコーダの異常を検出する方法およびその装置、ならびにアクチュエータ用の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10247109A true JPH10247109A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12858849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5043797A Pending JPH10247109A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | エンコーダの異常を検出する方法およびその装置、ならびにアクチュエータ用の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10247109A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100680466B1 (ko) | 2005-07-05 | 2007-02-08 | 현대모비스 주식회사 | 액티브 지오메트리 컨트롤 시스템 액추에이터의 엔코더고장진단회로 |
| CN105486329A (zh) * | 2014-10-01 | 2016-04-13 | Ad技术有限公司 | 旋转编码器的译码电路 |
| CN111176267A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-05-19 | 辽宁天丰特殊工具制造股份有限公司 | 一种基于微分算法的编码器故障诊断系统及方法 |
| CN116659557A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-08-29 | 苏州华太电子技术股份有限公司 | 脉冲次数和方向信号的监测方法、装置和电子设备 |
-
1997
- 1997-03-05 JP JP5043797A patent/JPH10247109A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100680466B1 (ko) | 2005-07-05 | 2007-02-08 | 현대모비스 주식회사 | 액티브 지오메트리 컨트롤 시스템 액추에이터의 엔코더고장진단회로 |
| CN105486329A (zh) * | 2014-10-01 | 2016-04-13 | Ad技术有限公司 | 旋转编码器的译码电路 |
| CN105486329B (zh) * | 2014-10-01 | 2018-01-23 | Ad技术有限公司 | 旋转编码器的译码电路 |
| CN111176267A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-05-19 | 辽宁天丰特殊工具制造股份有限公司 | 一种基于微分算法的编码器故障诊断系统及方法 |
| CN116659557A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-08-29 | 苏州华太电子技术股份有限公司 | 脉冲次数和方向信号的监测方法、装置和电子设备 |
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