JPS60239618A - 回転体の回転量をアブソリユ−ト値で検知する方法およびその装置 - Google Patents

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】

［産業上の利用分野］ 本発明は、回転体の回転量を絶対量（アブソリュート値
）で検知する方法およびその装置に係り、特に複数の検
出器からの検出信号を用いて回転体の回転量をアブソリ
ュート値として高精度に合成する新たな方法および装置
に関するものである。 ［背景技術とその問題点］ 従来提案されているアブソリュート値の検知方法は、例
えば工作機械に供されているものを考えると、成る１つ
の座標軸方向（Ｘ軸方向）に対してそのＸ軸方向の駆動
系から回転量を取出し、この回転量を２段ないし３段か
らなる減速機構に与え、その各減速回転軸に取付けられ
た回転検出器の１回転以内の値を組合せることによって
アブソリュート値とする方法であった。 しかしながら、この従来例においては、■有効測定範囲
を拡大しようとすると、減速機構が大型化し、その慣性
モーメントも増大する、■各回転軸上の値は互いに重み
が異なっているため、つまり各回転軸の１回転当りの被
移動部材（例えばテーブル）の移動量が異なっているた
め、誤差が生じやすい、等の問題がある。このことから
、減速機構の各要素、主として歯車や軸受部材等の機械
的精度は、工作機械の稼動に伴なう振動や摩耗等にもか
かわらず、常に高精度に維持しておかなければならない
。 そこで、本出願人は、先に、このような問題点を解決す
るものとして、特願昭５７−１９９８８２号を提案した
。このものは、被測定部材の機械的運動に関し予め定め
られた基準状態位置からの機械的変化量を７ブソリユー
ト値として検知する方法であって、それぞれ異なる所定
の機械的変化量に対応した周期の電気信号を発する複数
の検出器からなる検知手段を用意し、前記各周期に対応
する電気信号を前記検知手段から取出して記憶保持し、
次いで前記機械的変化量に伴う前記検知手段の中の１つ
（第１検出器）と前記被測定部材との相対的機械的変化
量を、前記第１検出器に対応する前記周期（第１の周期
）の整数倍の値および同周期の値を前記検知手段の中の
他の検出部に対応する周期および回能の検出部から得ら
れ前記記憶保持された値とを用いて決定する手順を用い
ることにより、アブソリュート位置を検知しようとする
ものである。 その結果、この方法により、複数の周期を有する検出部
からのデータを組合せてアブソリュート位置を算出する
方法であるから、従来のような各検出器からの測定デー
タ間の重みがなく、測定誤差についての制約がほとんど
ない上、歯車列においても、慣性モーメントをすくなく
でき、かつ歯車の摩擦による誤差の発生に対する対策が
ほとんど不要となった。 ところで、ロータリーテーブル等の回転体の回転量を７
ブソリユート値として検知する場合でも、この方法を利
用することが考えられる。しかしながら、この場合でも
、測定精度の点については、いま１つ満足できない欠点
がある上、ロータリーテーブル等の回転体を等分割する
際、つまり３６０°を等分割する際、分割数によっては
主軸の回転数が制約される欠点がある。 ［発明の目的］ ここに、本発明の目的は、このような要請に応え、主軸
の回転数を制約することなく、かつ回転体の回転量をア
ブソリュート値で高精度に検知する方法および装置を提
供することにある。 ［問題点を解決するための手段および作用］そのため、
本発明の方法は、回転体の回転運動に対して運動伝達機
構を介してそれぞれ連結されているとともに、少なくと
も１つが他よりも高分解能で、かつ回転体に対しそれぞ
れ異なる所定の機械的変化量に対応した周期または振幅
の電気信号を発生する複数の検出器からなる検知手段を
用いて、回転体の機械的な回転運動に関し、予め定めら
れた基準状態位置からの回転量をアブソリュート値で検
知する方法であって、前記検知手段の中の１つの検出器
を第１検出器としたとき、前記運動伝達手段を、 回転体の有効回転数父色１１ｔｌＡｔＢ＊ａ＞直９ｈｌ
ｉｌ鼻ａ機械的伝達係数 なる関係に設定する第１のステップと、前記検知手段と
前記回転体との間に機械的変化量が生じた際、前記各検
出器からの各周期に対応する電気信号を読取って記憶す
る第２のステップと、この第２のステップにおける機械
的変化量に伴う前記検知手段の中の１つの検出器（第１
検出器）と前記回転体との相対的な位置関係を、前記第
１検出器に対応する前記周期の整数（Ｎ）倍の値および
同周期の１周期未満の値により粗に特定する２第３のス
テップと、この第３のステップにおける整数値Ｎを、前
記検出器の中の他の検出器に対応する周期および同地の
検出器から得られ前記記憶保持された値とを用いて決定
する第４のステップと、この第４のステー２プで得られ
た整数値Ｎと、前記検知手段の中の高分解能検出器に対
応する周期および同地の検出器から得られかつ前記第２
のステップで記憶保持された値とを用いて正確にアブソ
リュート値を決定する第５のステップと、からなること
を特徴としている。 また、本発明の装置は、回転体の機械的な回転運動に関
し、予め定められた基準状態位置から、の回転量をアブ
ソリュート値で検知する装置であって、前記回転体の回
転運動に対して運動伝達機構を介してそれぞれ連結され
ているとともに、少なくとも１つが他よりも高分解能で
、かつ回転体に対しそれぞれ異なる所定の機械的変化量
に対応した周期または振幅の電気信号を発生する複数の
検出器からなる検知手段と、前記回転体の機械的な回転
運動が停止された状態で前記検知手段の各検出器から取
出された前記各周期のそれぞれ１周期未満に対応する電
気信号をデジタル量として記憶保持するメモリ手段と、
前記検知手段の中の１つ検出器（第１検出器）と前記回
転体との相対的な位置関係を、前記第１検出器に対応す
る前記周期の整数（Ｎ）倍の値および同周期の１周期未
満の値とで粗に規定すべく、前記整数値Ｎを前記検知手
段の中の他の検出器に対応する周期および前記メモリ手
段にストアされているデジタル量を用いて決定する整数
値決定手段と、この整数値決定手段で得られた整数値Ｎ
と、前記検知手段の中の高分解能検出器に対応する周期
および同地の検出器から得られかつメモリ手段にストア
されているデジタル量を用いて、正確にアブソリュート
値を決定する手段とを含み、前記運動伝達機構を、なる
関係に構成した。ことを特徴としている。 ［実施例の説明］ 第１図は本実施例の検知装置の全体構成を示している。 同図において、モータ５０の一方の出力軸７２には、歯
車Ｇ　（１）　、歯車Ｇ　（Ｎ）を介して例えば工作機
械のロータリーテーブル５１の軸７１が連結されている
。また、モータ５０の他方の出力軸７３には、歯車Ｇ（
２９）亥の軸７７Ａおよびレゾルバ５６のロータ軸７７
が順次一体的に連結されている。前記歯車Ｇ（２９）”
には歯車Ｇ　（２９）、Ｇ　（３０）がそれぞれ噛合さ
れ、更に歯車Ｇ（３０）と同軸７５Ａ上に設けられた歯
車Ｇ（２３）には歯車Ｇ（２４）が噛合されている。前
記歯車Ｇ（２９）の軸７４Ａにはレゾルバ５３のロータ
軸７４が、前記歯車Ｇ（３０）。 Ｇ（２３）の軸７５Ａにはレゾルバ５４のロータ軸７５
が、前記歯車Ｇ（２４）の軸７．６Ａにはレゾルバ５５
のロータ軸７６が、それぞ、れ連結されている。 各レゾルバ５６．５３．５４．５５には、その−次側励
磁巻線に対して励磁信号Ｓｉｎ波、　Ｃｏｓ波を供給す
るための電線７９．７８が励磁回路５２から接続されて
いる。同励磁回路５２には、レゾルバ５６，５３，５４
，５．５に対して励磁信号Ｓｉｎ波、　Ｃａｓ波の供給
を切換える選択切換回路（図示せず）が接続されている
。一方、前記各レゾルバ５６，５３，５４．５５からの
二次側出力Ｐ、ｐν　、Ｐリ　＋ＰＴは、電線６２　、
５９　、６０．６１を通じてリレー回路６３へ送られ、
そこでいずれかが選択された後、電線８２を介してアイ
ソレータ６４へ送られる。アイソレータ６４によりグラ
ンド分離された出力信号は、フィルターコンパレータ部
６５により矩形波に変換された後、フリップフロップ６
６およびナントゲート６７によりイネーブル信号ＥＮと
してレジスタ５８へ入力される。すると、そのイネーブ
ル信号ＥＮが入力された直後のクロックＣＫに同期して
２０００進カウンタ５７の値がティン８０を介してレジ
スタ５８にセットされる。レジスタ５８にセットされた
値は、ライン８１を介して中央処理装置（ＣＰＵ）６８
に取込まれ、後述する手順にて従って処理され、かつメ
モリ６９へ記憶されるようになっている。 なお、前記歯車Ｇ（２９）京　、Ｇ（２９）、Ｇ（３０
）、Ｇ　（２３）、Ｇ　（２４）の歯数比はそれぞれ２
９　：　２９　：　３０　：　２３　：　２４に、前記
歯車Ｇ　（Ｎ）　、Ｇ　（１）の歯数比はＮ（Ｎは任意
整数）＝１にそれぞれ設定されている。また、レゾルバ
５Ｂ、５３，５４．５５はそれぞれｌＯ極（ＩＯＸ）、
１極（ＬＸ）、１極（ＩＸ）、１極（ＩＸ）構造のレゾ
ルバが用いられている。また、アイソレータ６４の１次
側端子ＡＧおよび２次側端子ＬＧはそれぞれアナロググ
ランド、ロッジグランドを示している。 １丸亙ムｌ」 第２図において１図中（Ａ）の波形図は、各レゾルバ５
６，５３，５４．５５に対して励磁信号Ｓｉｎ波、　Ｃ
ｏｓ波を与えたとき、各レゾルバ５６゜５３．５４．５
５の二次側から出力される出力信号Ｐ、、Ｐｖ　、Ｐｕ
　、Ｐｒの波形をそれぞれ示している。これを、各レゾ
ルバ５６．，５３，５４゜５５の機械角を調整すること
によって、前記４つの信号の位相差をなくし、第２図（
Ｂ）のように互いに一致させる。 続いて、第３図（Ａ）において、最上段の波形は５ＫＨ
ｚのカウント動作を行う２０００進カウンタ５７を照合
ポジションカウンタとして走らせた場合そのカウンタ５
７がＯ−１９１１９までの計数をくり返す状態を、次段
の波形は基本クロックを、次々段の波形はレジスタ５８
のイネーブル信号ＥＮ（フィルり争コンパレータ部６５
とフリップフロップ６６とのナントゲート６７による出
力として与えられる。）を、最下段の波形は各レゾルバ
の二次側出力信号Ｐｗ　、　Ｐｖ　、　ｐｕ　ｌ　Ｐ　
Ｔとそれが電圧ゼロのレベルを切るときにイネーブル信
号ＥＮを形成する様子を、それぞれ示している。これら
の波形図の例においては、イネーブル信号ＥＮ＝０のと
きにクロックの立上りでセットされるカウンタ５７の計
数値が０となっていないことが解る。そこで、第３図（
Ｂ）の如く、イネーブル信号ＥＮ＝Ｏのときにクロック
の立上りでセットされるカウンタ５７の計数値が０とな
るように調整する。つまり、位相差＝０として調整した
各レゾルバの出力信号Ｐ、、ＰＶ、、ＰＵ　、Ｐアを、
更にカウンタ５７の計数値が零となるように調整する。 以上の操作により得られたポジションを絶対０点（アブ
ソリュート０点）として定める。 アブソリュート　（ｌ いま、第３図（Ｂ）に示したように、ＩＯＸのレゾルバ
５６およびｌＸのレゾルバ５３，５４゜５５とカウンタ
５７とが調整された状態において、ロータリーテーブル
５１がアブソリュート０点に位置しているものとする。 この状態から、第４図に示す如く、ロータリーテーブル
５１をθ。 まで回転させ、そのθ。位置で各レゾルバ５６゜５３．
５４．５５からの出力信号Ｐ、、（ｗ）、Ｐｖ　（マ）
、Ｐ　ｕ　（ｕ）、Ｐ　Ｔ　（ｔ）が”ｏ　＋　ＶＱ　
＋　ｕｏ　ｒ　Ｌ　ｏであるとすると、アブソリュート
位置θ。は、θ。＝Ｒｖ−ｅ　＋　Ｖｏ−ｅ　／２００
０　（１）Ｒマーレゾルバ５３の回転数（正の整数）（
２）として表わすことができる。これは、レゾルバ５３
とレゾルバ５６とが歯車Ｇ　（２９）　、Ｇ　（２ｇ）
ｘで結合されているためで、Ｇ（２９）：Ｇ（２９）”
＝１：１より得られる。また、ここではモータ５０の１
回転あたりのロータリーテーブル５１の移動量（角）を
ｅ＝３６０　／Ｎ［’、／ｒｅｖ１としている。 一方、レゾルバ５４においては、 Ｇ（２９）本　：Ｇ（３０）＝２９：３０の関係がある
ので、ｕｏは、 （３） （４） と表わすことができる。ただし、１ＦｉＸ　［α゛］は
αの整数化を意味している。 また、レゾルバ５５においては、 Ｇ（２９）　本　：Ｇ（２４）＝２９：２４の関係があ
るため、１ｏは、 （５） （６） と表わすことができる。 そして、式（３）、（４）において、Ｒマ＝（０，１゜
２、・・・・・・、（７２０））　を逐次与えて、式（
３）、（４）を満足するＲｖ”（ｌ＋Ｊ、Ｌ・・・、ｑ
）をめ、その中からさらに式（５）、（６）を満足する
Ｒｖ（１つだけ存在する）をＲｖ０としてめる。そして
、このＲｖＯを、式（１）のＲｖｌ　Ｒｖ、とした式（
７）に代入すれば、 θｏ＝Ｒｖｏ−ｅ　＋　ｖｏ−ｅ　／２０００　（７）
式（７）より７ブソリユ一ト位置（角）θ０をめること
ができる。 しかし、この式（７）において、ｅ　／　２０００［＠
／パルス］精度と、かなり゛粗′な分解能となるため、
レゾルバ５６からの出力信号を併要してｅ／２００００
　［’　／パルス］精度でアブソリュート位置（角）θ
。をめると、 θｏ＝Ｒマ。−ｅ＋ｐ　（８） となる。 第５図のフローチャートは二つの部分、つまりフロー（
Ｉ）、フロー（ＩＩ　）に分けられているが、フロー（
Ｉ）では式（３）、（４）を同時に満足するＲｖの値を
複数個選ぶプロセスを、フロー（ＩＩ　）ではその中か
ら更にＲｖ０を１をだけ選ぶプロセスを、それぞれ示し
ている。 １１旌夏１」 第１図に示される検知装置により検知できる範囲は以下
の式により定められる。 いま、任意のアブフリュー１位置（角）をθとすると。 （１１） （１２） となる。ただし、ｔ、ｕ、ｖは任意の位置（角）θにお
ける測定位置データである。ここで、データｔ、ｕ、ｖ
をｔ＝ｕ＋マー０　（絶対０点を含む）とすると１式（
１１）、（１２）より となる。よって、 この式（１４）に対して、いま、関数ｆ９ｇを導入して
、 と置くと、＋　（Ｒマ）、　ｇ（Ｒマ）は第６図に示さ
れる。 従って、方程式＋′（Ｒマ）＝　Ｏ、ｇ（Ｒマ）＝Ｏの
解は、第６図より、 Ｒｖ　＝　３０α（１？） Ｒｖ　＝　７２０β　（１８） となる。ただし、α、βは０または正の整数である。 以上のことから、Ｒ＜＝Ｒ・とじて、 ３０α＝７２０　β ２０ 、°、α＝□β　＝２４β ０ となる、このαを式（１７）に代入すると、± Ｒｖ＝３０Ｘ２４β；７２０β　（＝Ｒｙ）となる。故
に、電気的に位置データが零となるＲマは、β＝　０　
テＲｖ＝　Ｏ（絶対０点）、β＝ｌテＲｖ＝７２０、β
＝２でＲマ＝　１４４０、β＝３でＲマ＝　２１８０．
・・・となる。 従って、有効検知範囲θ■ａｘは、β＝１として、粗な
ｅ／２０００［″′ｌパルス］精度で表わすと。 θｗａｘ　＝Ｒｖｍａｘ　−ｅ　＋　ｖ　ｍａｔ−ｅ　
／２０００＝　（７２０−１）　−ｅ　＋　１９９９　
・ｅ　／　２０００＝　７１９．９９９５・ｅ［＠１ となり、ロータリーテーブル５１の２ｅ周がアブソリュ
ートで検知可能な回転角範囲である。 １庭１１ 第１図についてのこれまでの説明は測定されたデータｔ
。、ｂ、、ｖｏについての誤差を考慮しなかった場合の
方法プロセスに関するものであった。しかし、実際には
、これらの測定データｔｏ　、ｕ、、ｖ、には電気的分
解能に影響される量子化誤差、検出器や歯車列の有する
機械的誤差が含まれるため、理論値と異った結果を生ず
る。そこで、次にこうした誤差の変動範囲をチェックす
る。 いま、第１図の各レゾルバ５３，５４．５５からの７ブ
ンリユ一ト位置（角）θに対応して測定された位置デー
タｔ、ｕ、ｖを、 １＝１工＋Δｔ　（ｔｉｌｌ） ｕ＝ｕ７＋Δｕ　（２０） ｖ＝ｖＴ＋Δｖ　（２１） と表わす。ここで、ｔ、、ｕ丁＋ＶＴは真の値であり、
Δｔ、ΔＵ、ΔＶは誤差である。 従って、式（３）、（４）はそれぞれ、Ｘ　ｅ　／　２
０００）　−Ａ　（２２）（２３） となる。ここで、ｕ７−　ｅ　／２０００は、と表わせ
るため、式（２４）のｕＴ−ｅ／２０００を式（２２）
に代入して得られる誤差ΔＵは、（２５） （２６） よって、 より、 同様にして、式（５）、（６）より、 となる。いま、量子化誤差をε、機械誤差をδとし、こ
れらを検出器上それぞれ、 ε＝　３８０　／２０００［’　／パルスＪδ＝４０ｒ
′／パルスＪ と置き、Δマにε、δを持たせ、式（２７）。 （２８）に代入すると、 伽Ｑ、８１８・［Δマｌ ｋ　０．７８４・［ΔマＪ となり、　［Δマｌ＝±３とすると、 ［Δｕ］”　ｏｔ　上２゜４５４　［’　］　（２９）
［６１１本　へ上２゜３５２　ビ　］　（３０）となる
。ただし、［ΔＱ］はΔＱの実誤差パルス数と定義する
。また、［ΔＱ］”はΔＱの実誤差量と定義する。 さて、第５図に示すフローチャートの一連のステップに
よって決められるＲマ０において。

【Δマｌ＝±３の場合、 ｕ、のとり得る領域は、 ■ｕ　、　＝　（１９１１１３，０）近傍時に、或いは
、 ■ｕ　ｏ　＃　（１９１１１９゛、０）近傍の時に、（
３３） １、のとり得る領域は、 ■ｔ　、　＝　（１９１１９，０）近傍時に、或いは。 （すｔ。ｘ　（ｌＨ９，０）近傍の時に、（３６） Ｄ〉はＤ≧ＯｔらばＤ　−１ＦｉＸ　［Ｄ　／２０００
１　・２０００、Ｄ＜０ならば２０００＋　Ｄと定義す
る。 ［Δマ］＝±４の場合、 ｕｏのとり得るψ域は、 ■ｕ、　＝　（１９１３９，０）近傍時に、或いは、 ■ｕｏ増（１１１１９９，Ｏ）近傍の時に、１ｏのとり
得る領域は、 ■ｔ　、　＝　（ｌＨ９，０）近傍時に、或いは、 ３．１３ｆｌ （ｔ　丁＋　−−２０００＞　≧１．　≧０　（トＤ６
０ ■ｔ　ｏ崎（１１３９８，Ｏ）近傍の時に、（４２） の範囲で判断する必要がある。 なお、式（３１）〜（３３）、（３７）〜（３９）の不
等式における値ｕＴが必要となるが、このＵアは式（２
４）において、ｖＴ＋ｖ０として算出したものを用いる
。１丁についても同様である。 以上のことから、　［Δマ］＝±４として、補正式をめ
ると、測定できる位置データＵ。、七〇は全て整数値で
あるため、実際は下記不等号式で判断する。 即ち、式（３７）対しては、 （３７Ａ） 式（３８）に対しては、 （３８Ａ） 式（３９）に対しては。 式（４０）に対しては、 式（４１）に対しては、 （４１Ａ） 式（４２）に対しては、 の如くである。 次に、以上説明した測定誤差の存在により正しいアブソ
リュート位置（角）の算出を誤る可能性について考察し
てみる。第７図に示すように、各歯車の歯数比は、Ｇ　
（２９）：Ｇ　（３０）、：Ｇ（２３）：Ｇ　（２４）
＝２９　：　３０　：　２．３　：　２４であり、また
レゾルバ５３，５４．５５は全てｌ×のレゾルバを使用
している。従って、歯車Ｇ（２９）がアブソリュートＯ
点位置の状態から１回転してから、更に同じ方向に回転
を続けた場合に歯車Ｇ（３０）がはじめて１回転したと
すると、その間にＧ（３０）の回転によって発生するパ
ルス数ｄｕは、 となる。また、歯車Ｇ（２９）に対する歯車Ｇ（２４）
のパルス数は、同様にして、 となる、従って、 （４３） となり、測定データｕ０　、ｔｏの中に誤差［ΔＵ］　
、［Δｔ］あったとしても、第５図のフローチャートの
中でＲマ。を導き出すときにその誤差を含むデータＵ。 、ｔｏが利用されたとしても、式（４３）、（４４）を
満たしている限りＲｖｏは正しい値が得られる。つまり
、誤差に影響されないのである。しかし、データｖ０が
誤差を含むため、アブソリュート位置（角）θ、　ｌｔ
ｅ　／　２０００［０１パルスＪ精度で、 θ。＝Ｒｖｏ−ｅ　＋　ｖｏ−ｅ　／２０００と表すと
、誤差がそのままθ。に加わってくる。 そのため、次項でその補正方法にって考察する。 アブソリュート レゾルバ５３．５６の設計精度および歯車Ｇ（２９）、
Ｇ（２９）Ｘを介しての組合せ精度により゛絶対０点取
り′を行なう際、第゛８図に示すように、絶対０点取り
工、絶対０点取りＨの２通りが考えらえる。 絶対０点取り■はＰ、信号がＰｗ信号より位相遅れ（Ｐ
、（ｗ）が最大９パルス以内）がある場合、絶対０点取
りＩＩはＰｖ倍信号Ｐ、信号より位相進みがある場合で
ある。いま、モータ５０が絶対０点より回転し、ロータ
リーテーブル５１が任意ポジションθで停止した時、デ
ータＶに量子化誤差および機械誤差により±４パルス、
データＷに量子化誤差により±１パルスの測定誤差が含
まれるとする。このため、データＶ、Ｗが共に（１９８
９，０）近傍を示したとき、第９図および第１０図の例
に示すように、Ｖ（（Ｗ、またはＶ）Ｗとなり、ｅ　／
　２０００Ｏｒ　’　／パルス】精度で、アブソリュー
ト位置（角）を算出する際、式（８）、（９）の一般式 ％式％（４５） （４） に対して補正が必要となる。 このことから、アブソリュート位置（角）を、ｅ／２０
０００　［／パルス］精度誉導出するレゾルバ５６を基
本として、正確なアブソリュート位置（角）０本を算出
すると、第ｔｉ図のフローチャートになる。このフロー
チャートでは、５ＴＰｌにおいてデータＶ　Ｏ＋　Ｗ　
Ｏを用いてレゾルバ５３．５６の１回転以内の誤差を含
まない値を算出し、これを２とお（，５ＴＰ２において
、データＷ。が８０より小さい（Ｐ、　（Ｗ）が１周期
分過ぎた直後）かどうかチェックする。５ＴＰ２におい
て、ＹＥＳであると、５ＴＰ３に移りデータｖ０のデー
タＷ０に対する前後関係をチェックする。 また、ＮＯであると、５ＴＰ５に移る。５ＴＰ３におい
て、もしｖｏがＷｏより前にあり、かつＶ。の値を１０
等分割した際に各区分の後部にある（ＹＥＳとなる）と
きは５ＴＰ４へ移る。それ以外（Ｎｏとなる）ときは５
ＴＰ８へ移り補正は無しとなる。５ＴＰ４においては、
ＳＴＰ　１で得られた２に補正値ｅ／１０を加え、５Ｔ
Ｐ８へ移る。 また、５ＴＰ５において、データＷ。が１９２０より大
きい（Ｐ、（ｗ）が次周期に入る手前）がどうかチェッ
クする。５ＴＰ５において、ＹＥＳであると、５ＴＰ６
に移りデータＶ。のデータＷ０に対する前後関係をチェ
ックする。また、ＮＯであると、５ＴＰ８へ移り、補正
は無しとなる。 ５ＴＰ６において、もしｖｏがＷ。より後にあり、ｖｏ
の値をｌθ等分分割した際に各区分の前部にある（ＹＥ
Ｓとなる）ときは５ＴＰ７に移る。 それ以外の（Ｎｏとなる）ときは、５ＴＰ８に移り補正
は無しとなる。５ＴＰ７においては、５ＴＰｌで得られ
たｐに補正値−ｅ／１０を加え、５ＴＰ８に移る０以上
により、５ＴＰ８において、回転数Ｒマ。および補正さ
れた戸を用いて、正確なアブソリュート位置（角）θ。 寡を算出する。 伍］し更ｊ１良刃 前記記述した゛絶対Ｏ点取り′はレゾルバ５６．５３．
５４．５５および歯車Ｇ（２９）、Ｇ（２９）　Ｘ、Ｇ
　（３０）、Ｇ　（２３）、Ｇ　（２４）に対する構成
に制約（機械角の一致）があった。これは電源断時に手
動で位置（角）を変更させても、電源再投入時に得られ
る位置データｔ。 Ｕ、Ｖ、Ｗのみで現在位置を算出できるという点で優れ
ている反面、検出器の設計構成にかなりの負荷が加わっ
てくる。 このため、第１図に示すメモリ６９を用いてアブソリュ
ート位置（角）を検知する。いま、レゾルバ５６，５３
，５４．５５および歯車Ｇ（２９）　、Ｇ　（２９）　
本　、Ｇ　（３０）　、Ｇ　（２３）　。 Ｇ（２４）による構成を任意にとる（レゾルバにおける
機械角の一致は必要ない、）。この構成を変えずに、必
要となるθ点位置までモータ５０を回転させて止め、得
られたデータを Ｆ　Ｔ　（ｔ）＝１ｔ　＋ ｐｕ（ｕ）セｕ＋ Ｐ、（マ）−ｖ　＋ Ｐｗ　（ｗ）−ｗ＋ とし、ＣＰＵ６８を介してメモリ６９へそれぞれの値を
書込む、第１２図はこの操作によって得られる位置を゛
任意０煮′とする様子を示しており、以後この任意０点
を０［＠］としてアブソリュート位置（角）の算出を行
なう。 アブソリュート・　２ いま、第１２図に示したように、任意０点からモータ５
０の回転により、任意位置（角）θで停止したとする。 このとき、アブソリュート位置（角）θは式（１０）、
（１１）、（１２）を基（４７） で表わすことができる。しかし、レゾル／く５３の疑似
回転数Ｒｖが Ｒｖ＝（０，１，２） のときは式（４８）、（４９）はそれぞれ下記式（４８
Ａ）、（４９Ａ）を考慮する必要がある。 これは、アブソリュート位置θ（角）が第１３図に示す
ように。 或いは、 の範囲にあるとき、式（４８）、（４９）の中で、゛定
数′ ｅ　−ｕ　Ｉ−ｅ／２０００ ｅ　−ｔ　＋−ｅ　／２０００ を゛変数′として扱う必要があるためである。 以上のことから、式（４７）、（４８）、（４９）、（
４８Ａ）、（４９Ａ）を用いてアブソリュート位置（角
）θをめるフローチャートを第１４図に示す。しかし、
このフローで得られるアブソリュート位置（角）θはｅ
　／　２０００［’　／パルスＪ精度となり、粗な値と
なるため、第１１図で示したフローチャートと同様にｅ
　／　２００００　［’／パルスＪ精度で７ブソリユ一
ト位置（角）を算出する方法を第１５図に示す。 この第１５図のフローチャートにおいて、フロー（ｍ）
は第１１図のフローチャート、５ＴＰ１に相当し、レゾ
ルバ５３．５６の１回転以内の値を用いて疑似移動角（
１回転未満）Σを算出する様子を示している。また、フ
ロー（ＩＶ）、（Ｖ）は第１１図のフローチャート、　
Ｓ　Ｔ　ｊ２から５ＴＰ７までの処理に相当し、データ
の測定誤差による影響を考慮した補正値上ｅ／１０を加
える様子を示している０以上により、回転数Ｒｖ”およ
び補正されたΣを用いて正確なアブソリュート位置θを
算出する。 以上、本発明を図面により説明したが、その中でＲｖｏ
を、レゾルバ５４．５５の周期およびその周期の１周期
未満の値Ｕ。、ｔｏに基づく式（３）、（４）、（５）
、（６）により決定した。しかし、この場合のＲｖｏは
、高分解能検出器としてのレゾルバ５６の周期のレゾル
バ５３の周期に対する割合およびレゾルバ５６の１周期
未満の値Ｗ。を用いて決定するようにしてもよい。 また、第５図、第１１図、第１４図、第１５図では測定
データ処理方法の一手法を示したまでにすぎず、例えば
レゾルバの回転数を遂次代入法によりめるのではなく、
離散的かつ周期的な数を代入してめるようにしてもよい
。 また、第１図では回転型位置検出器としてレゾルバを使
用したが、回転型位置検出器としては。 レゾルバに限られるものではない。また、回転型でなく
てもよく、例えば一定の周期をもち、かつその１周期内
での絶対量（ｗ、ｖ、ｕ、ｔなどのように）がそれぞれ
測定され得るものであれば、単に回転型に限定されるも
のではなく直線型の検出器、例えばインダクトシン、マ
グネスケール等であってもよい、この場合、回転型位置
検出器と直線型位置検出器との組合で検知手段を構成す
るようにしてもよい。 また、上記実施例では、位相変調方式の位置検出器とし
たが、振幅変調方式の位置検出器でもよい。この場合、
第１６図に示す如く、励磁回路５２から励磁信号ｅｉ＝
ｓｉｎωｔを各振幅変調方式の検出器１５３，１５４，
１５５，１５６に供給し、その各検出器１５３，１５４
，１５５，１５６からの出力信号ｅｏ＝Ｋｅｓｉｎθ＋
＋ｅｉをセレクタ２０１で選択した後、検波回路２０２
およびフィルタ２０３を介してＡ、／Ｄ・ホールド２０
４でデジタル量に変換し、ＣＰＵ２０５に取込むように
すればよい。ただし、セレクタ２０１以後の回路構成に
ついては、フィードバック信号の振幅値が検知できるも
のであれば、特に限定されるものではない。 また、第１図のモータ５０としては、パルスモータ或い
はシンクロモータ等でもよい。また、モータ５０の回転
数有効値に関しては、規定されるものではなく、歯車伝
達機構により任意に拡張することができる。つまり、歯
車伝達機構を、テーブル５１の有効回転数頭 なる関係に構成すればよい。また、歯車減速機構につい
ても、上記実施例に限定されるものではない。 ［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば１回転体の回転量をアブソ
リュート値として高精度に検知できる方法および装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検知装置の一実施例を示す全体構成図
、第２図は第１図の各レゾルバの２次側出力の位相を一
致させることを説明する図、第３図は第１図における照
合ポジションカウンタ（２０００進カウンタ）の計数動
作と各レゾルバ出力の位相を調整するゼロ・クロス調整
（絶対０点調整）を説明する図、第４図は第１図の検知
装置によりアブソリュート位置検出のプロセスを説明す
るための参考となる波形図、第５図は第１図の中央処理
装置におけるデータ処理プロセスを説明するフローチャ
ート、第６図は第１図の検知装置で電気的に位置データ
が零となるＲｕを算出するためのプロセスを説明する図
、第７図は第１図の検知装置における測定誤差による影
響を説明するための図、第８図は第３図におけるゼロ・
クロス調整時に起るレゾルバ５６．５３の２次側出力の
位相関係を説明する図、第９図は第８図より起りうる測
定誤差を説明する図、第１Ｏ図は第９図と同様に第８図
より起りうるもう１つの測定誤差を説明する図、第１１
図は第５図から得られるＲマ０を用いて高精度でアブソ
リュート位置（角）を算出するデータ処理プロセスを説
明するフローチャート、第１２図は第１図における検知
装置によりアブソリュート位置（角）検出を任意０点か
ら行なうプロセスを説明するための波形図、第１３図は
第１図の中央処理装置におけるデータ処理プロセスノ中
で、Ｒマ＝（０，１，２）時の処理フロセスを説明しう
る波形図、第１４図は第１図の中央処理装置で７ブソリ
ユ一ト位置（角）を任意０点より算出する処理プロセス
を説明するフローチャート、第１５図は第１４図で得ら
れたＨｖｌｇを用いて高精度でアブソリュート位置（角
）を任意０点より算出する処理プロセスを説明するフロ
ーチャート、第１６図は位置検出器として振幅変調方式
の検出器を用いた際の測定系を示す回路図である。 ５０・・・モータ、５１・・・回転体としてのロータリ
ーテーブル、５３．５４．５５−ＩＸＩｚゾルバ。 ５６・・・１０Ｘレゾルバ、５２・・・励磁回路、５７
・・・２０００進カウンタ、５８・・・レジスタ、６３
・・・リレー回路、６４・・・アイソレータ、６５・・
・フィルタ・コンパレータ部、６６・・・フリップフロ
ラフ、６８・・・中央処理装置、６９・・・不揮発性メ
モリ。 代理人　弁理士　木下　実正（ほか１名）第９図 第１Ｏ図 第１３図 第１４図（Ａ＞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）回転体の回転運動に対して運動伝達機構を介して
   それぞれ連結されているとともに、少なくとも１つが他
   よりも高分解能で、かつ回転・体に対しそれぞれ異なる
   所定の機械的変化量に対応した周期または振幅の電気信
   号を発生する複数の検出器からなる検知手段を用いて１
   回転体の機械的な回転運動に関し、予め定められた基準
   状態位置からの回転量をアブソリュート値で検知する方
   法であって、 前記検知手段の中の１つの検出器を第１検出器としたと
   き、前記運動伝達手段を、 なる関係に設定する第１のステップと、前記検知手段と
   前記回転体との間に機械的変化量が生じた際、前記各検
   出器からの各周期に対応する電気信号を読取って記憶す
   る第２のステップと、 この第２のステップにおける機械的変化量に伴う前記検
   知手段の中の１つの検出器（第１検出器）と前記回転体
   との相対的な位置関係を、前記第１検出器に対応する前
   記周期の整数（Ｎ）倍の値および同周期の１周期未満の
   値により粗に特定する第３のステップと、 この第３のステップにおける整数値Ｎを、前記検出器の
   中の他の検出器に対応する周期および回能の検出器から
   得られ前記記憶保持された値とを用いて決定する第４の
   ステップと、 この第４のステップで得られた整数値Ｎと、前記検知手
   段の中の高分解能検出器に対応する周期および回能の検
   出器から得られかつ前記第２のステップで記憶保持され
   た値とを用いて正確に７ブソリユート値を決定する第５
   のステップと、からなることを特徴とする回転体の回転
   量を７ブソリユート値で検知する方法。 （２、特許請求の範囲第１項において、第４ステツプで
   は、前記第３ステツプにおける整数値Ｎを、前記検知手
   段の中の高分解能検出器に対応する周期の前記第１検出
   器の周期に対する割合および同地の検出器から得られか
   つ前記第２のステップで記憶保持された値を用いて決定
   するようにしたことを特徴とする回転体の回転量をアブ
   ソリュート値で検知する方法。 （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
   記回転体と前記第１検出器との相対的な位置関係をθと
   し、かつ第１検出器の周期をｄ＋、同周期に対応して記
   憶保持された測定値をΔｄ＋とじ、更に整数値をＮとし
   て、これらの値θ、ｄ日Δｄ＋　、Ｎを θ　＝　Ｎ　１１　ｄ　Ｉ　＋　Δ　ｄｌなる関係式で
   特定して整数値Ｎをめ、更にθをより高精度にめるため
   、測定値ΔｄＩに対して、高分解能検出器で記憶保持さ
   れた測定値Δｄｌ末を用いて。 θ＝Ｎ・ｄ＋　＋ｆ　（Ａｄ＋　、Ａｄ＋　”　）より
   θをめ、これを７ブソリユ一ト位置とすることを特徴と
   する回転体の回転量をアブソリュート値で検知する方法
   。 （４）回転体の機械的な回転運動に関し、予め定められ
   た基準状態位置からの回転量をアブソリュート値で検知
   する装置であって。 前記回転体の回転運動に対して運動伝達機構を介してそ
   れぞれ連結されているとともに、少なくとも１つが他よ
   りも高分解能で、かつ回転体に対しそれぞれ異なる所定
   の機械的変化量に対応した周期または振幅の電気信号を
   発生する複数の検出器からなる検知手段と、 前記回転体の機械的な回転運動が停止された状態で前記
   検知手段の各検出器から取出された前記各周期のそれぞ
   れ１周期未満に対応する電気信号をデジタル量として記
   憶保持するメモリ手段と、 前記検知手段の中の１つ検出器（第１検出器）と前記回
   転体との相対的な位置関係を、前記第１検出器に対応す
   る前記周期の整数（Ｎ）倍の値および同周期の１周期未
   満の値とで粗に規定すべく、前記整数値Ｎを前記検知手
   段の中の他の検出器に対応する周期および前記メモリ手
   段にストアされているデジタル量を用いて決定する整数
   値決定手段と、 この整数値決定手段で得られた整数値Ｎと、前記検知手
   段の中の高分解能検出器に対応する周期および同地の検
   出器から得られかつメモリ手段にストアされているデジ
   タル量を用いて、正確にアブソリュート値を決定する手
   段とを含み、前記運動伝達機構を、 なる関係に構成した ことを特徴とする回転体の回転量をアブソリュート値で
   検知する装置。 （５）特許請求の範囲第４項において、前記検知手段は
   、複数の回転型検出器で構成されていることを特徴とす
   る回転体の回転量を７ブソリユート値で検知する装置。 （６）特許請求の範囲第５項′において、複数の回転型
   検出器は、１回転を１周期とする複数の検出器と、その
   １回転を等分割した回転角範囲を１周期とする高分解能
   検出器とからなることを特徴とする回転体の回転量を７
   ブソリユート値で検知する装置。 （７）特許請求の範囲第４項において、前記検知手段は
   、直線型位置検出器で構成されていることを特徴とする
   回転体の回転量をアブソリュート値で検知する装置。 （８）特許請求の範囲第４項において、前記検知手段は
   、回転型位置検出器と直線型位置検出器との組合せにて
   構成されていることを特徴とする回転体の回転量を７ブ
   ソリユート値で検知する装置。 （９）特許請求の範囲第４項において、前記検知手段は
   、位相遷移（変調）信号を与えるように構成されている
   ことを特徴とする回転体の回転量をアブソリュート値で
   検知する装置。 （１０）特許請求の範囲第５項または第６項において、
   前記運動伝達機構は、軸および歯車列からなる回転伝達
   機構により構成されていることを特徴とする回転体の回
   転量をアブソリュート値で検知する装置。 （１１）特許請求の範囲第１０項において、前記回転伝
   達機構は、歯数が互いに素な関係となる複数の歯車によ
   り構成されていることを特徴とする回転体の回転量をア
   ブソリュート値で検知する装置。 （１２、特許請求の範囲第１θ項または第１１項におい
   て、前記運動伝達機構は、電気的回転駆動手段を含むこ
   とを特徴とする回転体の回転量を７ブソリユート値で検
   知する装置。 （１３）特許請求の範囲第１２項において、前記電気的
   回転駆動手段として、パルスモータを用いたことを特徴
   とする回転体の回転量を７ブソリユート値で検知する装
   置。 （１４）特許請求の範囲第１２項において、前記電気的
   回転駆動手段として、シンクロモータを用いたことを特
   徴とする回転体の回転量をアブソリュート値で検知する
   装置。 （１５）特許請求の範囲第４項ないし第１４項のいずれ
   かにおいて、前記電気的信号をデジタル量として記憶保
   持するメモリ手段は、周期的に一定数を一定の時間的周
   期で計算するカウンタを有し、かつ前記取出された電気
   信号に対応する前記カウンタの計数内容をその時点での
   測定データとしてストアするレジスタを有することとす
   ることを特徴とする回転体の回転量をアブソリュート値
   で検知する装置。 （１６）特許請求の範囲第４項ないし第１５項のいずれ
   かにおいて、前記整数値決定手段として、測定されたデ
   ジタル値と任意整数値（否負債）および各測定された値
   に対応する周期との関係を満足する前記整数値を逐次変
   化させることにより一定する計算機を備えたことを特徴
   とする回転体の回転量をアブソリュート値で検知する装
   置。