JPS60162921A - 回転体の回転検出用パルスエンコ−ダ - Google Patents

回転体の回転検出用パルスエンコ−ダ

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JPS60162921A
JPS60162921A JP1710384A JP1710384A JPS60162921A JP S60162921 A JPS60162921 A JP S60162921A JP 1710384 A JP1710384 A JP 1710384A JP 1710384 A JP1710384 A JP 1710384A JP S60162921 A JPS60162921 A JP S60162921A
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JP
Japan
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rotation
rotating body
circuit
output
detection device
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JP1710384A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ishida
宏 石田
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24404Interpolation using high frequency signals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、回転体の回転検出用のパルスエンコーダに関
する。
本発明によるパルスエンコーダは、回転体の回転数を計
数すると共に更に1回転以内の回転角度をも検出できる
ようにした、いわゆる全ストロークアブソIJ 、 )
 ノヤルスエンコーダ、すなわち、1回転以上回転した
場合でも回転数と回転角度を合せた全ストロークが検出
でき、角度を単なる増分値のみではなく、最終的な絶体
角度値として検出できる形式の・ぐルスエンコーダであ
って、例えばロデットの腕の位置の検出制御などに利用
されるものである。
従来技術 従来この種の検出装置としては、モーターの入力軸と出
力軸との間に減速装置を介在させ(例えばモーターが1
000回転する間に出力軸を1回転させる)、該出力軸
にレゾルバを設けることによってモーターの回転数と1
回転以内の回転角度とを検出する装置があるが、かかる
装置においては、多段減速装置、レゾルバ、位相検出回
路などを要し、構成が比較的複雑であり、必ずしも満足
なものが得られていない。
発明の目的 本発明の目的は、回転体の回転を検出するセンサからの
信号をパルス論理処理し、回転体の回転方向に上ってア
ップダウン計数するカウンタ回路によって回転体の回転
数を積算すると共に、該回転体と共に回転するコード板
とそれに対向する回転角度検出装置によって回転体の1
回転以内の回転角度をも検出するようにした全ストロー
クアブソIJニートパルスエンコーダにおいて、該カウ
ンタ回路を、電池を電源とし相補形MO8電界効果トラ
ンジスタを用いた集積回路(CMO8回路)からなシ、
サンプリング信号発生回路を有するものによって構成す
ると共に、該サンプリング信号発生回路によって発生さ
れるサンプリングパルスにより該センサをサンプリング
作動させるという構想にもとづき、CMO8集積回路の
電源としての電池の消耗を低減させつつ、NC電源の投
入がない状態において回転数の監視が適正に行われ得る
ようにし、全ストロークアブソリーート形式の回転数お
よび回転角度検出装置として有利なものを得ることにあ
る。
発明の構成 本発明においては、回転体に対向し、所定の相異なる2
つの位置においてそれぞれ回転に対応する信号を発生す
る2個の回転検出用センサ、該センサからの出力信号を
パルス論理処理し、回転体の回転数をその回転方向によ
ってアップダウン計数する相補形MO8電界効果トラン
ジスタを用いた集積回路からなるカウンタ回路であって
、該センサをサンプリング作動させるサンプリング信号
発生回路を有するもの、該集積回路への供給電源となる
電池、該回転体と共に回転するコード板およびそれに対
向する検出装置からなる1回転以内の回転角度検出装置
、および、該カウンタ回路および回転角度検出装置の出
力を並列的に受ける出力回路とを具備する回転体の回転
検出用パルスエンコーダが提供される。
実施例 第1図は、本発明にかかるパルスエンコーダの構成の一
実施例を示すブロック線図であって、モーター等の回転
軸に設けられ、その半円周に亘って永久磁石2を有する
歯車などの回転体1に対向し、所定の相異なる2つの位
置において(例えば第1〜2図に示されるように90°
だけずらせた位置において)回転に対応する信号を発生
する2個の回転検出用センサ3,4を設け、該センサ3
゜4からの信号をそれぞれ増巾器5,6によって増巾し
た後、CMO8集積回路からなるカウンタ回路7に入力
させて・やルス論理処理し、回転体の1回転に対し1個
発生する・ぐルスを利用して回転体の回転数をアップダ
ウン計数(例えば回転体が右回転をする時はアップすな
わち加算を行い、左回転をする時はダウンすなわち減算
を行う)して、回転体の回転数を積算する。8は該CM
O8集積回路への供給電源となる電池(例えば+3.4
V)であシ、該センサ3,4と増巾器5.6は、該CM
O8集積回路が有するサンプリング信号発生回路77(
第3図参照)からのサンプリング・千ルスによって作動
する。
一方上記モータの回転軸に設けられたコード板lOと、
それに対向して設けられた検出装置(第1図の実施例で
は発光ダイオード群111とそれに対応する受光素子群
112とからなる)とによって、1回転以内の回転角度
を検出する回転角度検出装置11を構成する。
そして上記カウンタ回路7の出力と該回転角度検出装置
11の出力とは並列的に出力回路13に入力され、その
出力側において、回転数と1回転以内の回転角度とに対
応する信号をえて、例えばロボットの制御装置に現在位
置をよみとらせる。
なお12は、上記回転角度検出装置11からの信号を増
巾する増巾器であって、上記発光ダイオード群111、
増巾器12、出力回路13の電源としてはNC電源(数
値制御装置の共通電源であって例えば+5V)を用いる
第2図は、回転体の回転に対応する信号を回転検出用セ
ンサ3,4で発生させる回路の一具体例を示すものであ
って、回転体1の外周にはその半円周に亘って永久磁石
2を設け、該回転体に対向する回転検出用センサとして
互に90°だけ位置をずらして磁気センサ3,4を設け
、該磁気センナは回転体の永久磁石部分が接近するとそ
の磁気抵抗が増大する。
該センサ3,4には、前述したサンプリング信号発生回
路77から発生するサンプリングパルスSLPをそれぞ
れ抵抗91.92を介して供給し、抵抗91と磁気セン
サ3との中間点および抵抗92と磁気センサ4との中間
点から出力電圧をとシ出してそれぞれ増巾器5および6
に入力させる。
しだがって回転体の永久磁石2が磁気センサ3又は4と
対向している期間中、増巾器5又は6の出力側には上記
サンプリング・そルスの列からなる出力電圧を生じ、一
方、回転体と磁気センサとの間のギャップが広くなって
いる期間中は、上記増巾器からの出力を生じない。なお
増巾器5,6の電源にも上記サンプリング信号発生回路
77から発生するサンプリングパルスSLPを利用する
(第1図参照)。
このように回転体の回転を検出するセンサおよび該セン
サからの信号を増巾する増巾器を、サンプリング信号発
生回路によって発生されるサンプリングパルスによって
サンプリング作動させるため、CMO8集積回路の電源
である電池の消耗を低減させることができる。
第3図は第1図装置におけるカウンタ回路7の一具体例
を示す回路図であって、70は、アップダウン端子U/
1)、クロック信号入力端子CLK1イネーブル端子E
Nを有するアップダウンカウンタ、71.72,76は
7リツノフロツプ、73゜74はナンドダート、75は
ノアダー)、761゜762.763,764,765
はインバータで、クロック信号はサンプリングパルスS
LPと同じ周期で、フリップフロップ71.72.76
およびアップダウンカウンタのクロック信号入力端子C
LKに供給される。
フリップフロツノ71.76はラッチ回路の機能を有す
るもので、上記増巾器5,6からの出力をA、B点から
所定のインバータを介して入力させることによシ、回転
体の半回転毎に高電圧レベルと低電圧レベルを繰返す周
期の長い(すなわち回転体の1回転につき1サイクル)
パルスとする。
フリップフロップ72は、フリップフロップ71の出力
波形を1クロック分だけ遅延させる。ナンドダートア3
.74には、それぞれ上記フリップフロラ7°71およ
び72の出力を適宜組合せて入力させることによシ、フ
リップフロップから出力される回転体の半回転毎に1と
0を繰返すノfルスの立下シ時又は立上シ時(倒れも回
転体の1回転毎に1回づつ生ずる)を検出させる(例え
ば立下シハルスとして検出させる)と共に、その時点で
の増巾器6の出力状態をもB点から所定のインバータを
介したフリップフロップ76の出力として入力させる。
このようにして、その時点でのナンドダ−)73.74
の出力を、一方が1のとき他方をOとし、かつこれらの
出力を回転体の回転方向によってそれぞれ反転させる。
ナンドr−)73.74の出力はノアダート75を介し
てアップダウンカウンタ70のイネーブル端子ENに入
力されるので、カウンタ70は回転体が何れの回転方向
に回転しても1回転毎に1回づつカウンタを動作状態と
する。一方、カウンタ70のアップダウン端子U/Dに
は、ナンドダート73の出力のみがインバータ761を
介して入力されるので、例えば回転体が右回転する時は
アップすなわち加算処理を行い、左回転をする時はダウ
ンすなわち減算処理を行う。このようにして回転体が最
終的に何れの方向に何回転したかが計数される。
第4図は、第1図装置におけるコード板lOの一例を示
すもので、図示のものでは、光遮断区域101と光透過
区域102とを180°毎、90°毎。
45°毎および22.5°毎に4列形成することによっ
てコード板の回転角度に応じて(図示のものでは吉×3
60°毎に)4ビツトの2進符号として所定の信号を発
生する。
第5図は、第1図装置における回転角度検出装置11、
増lJ器12、カウンタ回路7、および出力回路13の
接続関係の一例を示す回路図であって、カウンタ回路7
におけるアッゾダウンカウンタ70で計数された回転体
の回転数に対応する信号と、発光ダイオード群111か
らの光線をコード板10を通して受光素子(フォトセン
サ)群112で受光して光電変換する回転角度検出装置
11の出力を増巾器12で増巾してえられる1回転以内
の回転角度に対応する信号とを、出力回路13に並列的
に入力させ、その出力側から回転体の回転数と1回転以
内の回転角度とを併せてよみとるものである。
発明の効果 命を長くすることができ、経済的で小型の装置を得るこ
とができる。
また本発明によれば、回転数の計数は、NC電源とは別
個の電池を電源とする回路によって行うことにより、N
C電源の投入がない状態においても回転数の監視を適正
に行ってこれをカウンタに保持しておくことができると
共に、NC電源投入と同時に1回転以内の回転角度検出
装置も作動するので、全ストロークアブソリュート形式
の回転数および1回転以内の回転角度検出装置として有
利なものを得ることができる。
なおここでは回転検出用センサとして磁気センサを例示
したが、LEDと受光素子やフェライトとコイルを用い
て同様に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明にかかるパルスエンコーダの構成の一
実施例を示すブロック線図、 第2図は、回転体の回転に対応する信号を回転検出用セ
ンサで発生させる回路の一具体例を示す図、 第3図は、第1図装置におけるカウンタ回路の一具体例
を示す回路図、 第4図は、第1図装置におけるコード板の一例を示す図
、 第5図は、第1図装置における回転角度検出装置、カウ
ンタ回路、およびこれらの出力信号を並列的に入力させ
る出力回路の接続関係の一例を示す回路図である。 (符号の説明) 1・・・回転体、2・・・永久磁石、3,4・・・回転
検出用センサ、5,6・・・増巾器、7・・・カウンタ
回路、8・・・電池、lO・・・コード板、11・・・
回転角度検出装置、12・・・増巾器、13・・・出力
回路。 特許出願人 ファナック株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士平岩賢三 弁理士 山 口 昭 之 弁理士 西 山 雅 也

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、回転体に対向し、所定の相異なる2つの位置におい
    てそれぞれ回転に対応する信号を発生する2個の回転検
    出用センサ、該センサからの出力信号をパルス論理処理
    し、回転体の回転数をその回転方向によってアップダウ
    ン計数する相補形MO8電界効果トランジスタを用いた
    集積回路からなるカウンタ回路であって、該センサをサ
    ンプリング作動させるサンプリング信号発生回路を有す
    るもの、該集積回路への供給電源となる電池、該回転体
    と共に回転するコード板およびそれに対向する検出装置
    からなる1回転以内の回転角度検出装置、および、該カ
    ウンタ回路および回転角度検出装置の出力を並列的に受
    ける出力回路とを具備することを特徴とする回転体の回
    転検出用の・やルスエンコーダ。
JP1710384A 1984-02-03 1984-02-03 回転体の回転検出用パルスエンコ−ダ Pending JPS60162921A (ja)

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JP1710384A JPS60162921A (ja) 1984-02-03 1984-02-03 回転体の回転検出用パルスエンコ−ダ

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JP1710384A JPS60162921A (ja) 1984-02-03 1984-02-03 回転体の回転検出用パルスエンコ−ダ

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JPS60162921A true JPS60162921A (ja) 1985-08-24

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ID=11934681

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JP1710384A Pending JPS60162921A (ja) 1984-02-03 1984-02-03 回転体の回転検出用パルスエンコ−ダ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS641910A (en) * 1987-06-25 1989-01-06 Kobe Steel Ltd Detector for rotary angle of industrial robot
JPH01239416A (ja) * 1988-03-18 1989-09-25 Omron Tateisi Electron Co 多回転型ロータリーエンコーダ

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