JPS61258113A - 位置エンコ−ダ - 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、例えばロボットおよび池のサーボ制御等で配
置される１！構の絶対位置検出を行なう位置エンコーダ
に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

能、経済性および全ディジタル型コンピュータ制御シス
テムとの互換性のために１位置トラ゛ンスジューサは増
分型式で、絶対位置よりも相対位置のみを測定する。し
かしながら、機構の絶対位置を決定する方法が必要とさ
れ、通常、付加的構成要素として組み込まれ、極めて、
費用がかかり、複雑さを伴なってしまう。

ロボット制御におけるＭ要な手順は初期設定すなわちロ
ボット機構が最初にターンオンする時のロボい場合があ
る。このような状態では、相対位置情報はロボット機構
の位置を決めるには適当でない。基準点を決め、その動
作環境に対してロボット機構を配向するためには、その
ロボット機構の絶対位置に関する付加的情報が必要てあ
・た。ロボッナ論節を駆動するモータの駆動軸上に、通
常、ディジタル型増分エンコーダを取り付ける。このよ
うな増分エンコーダは駆動軸の回転をいくつかの小さな
セグメントに分解する一連のパルスを発生し、また転回
転与にインデックス・パルスを発生する。こうしてこれ
らの増分エンコーダは、駆動軸およびロボット・アーム
の相対運動についての情報、およびある特定の回転の駆
動軸の位置についての情報を与えることができるが、ロ
ボット・アームの絶対位置についての情報を与えること
ができない。

ある機構の絶対位置を決定する従来の方法の一つは、そ
の機構における各関節アクチュエータのゼロ（ホーム）
位置を設定し、機構がターンオンされるときにいつでも
そのアクユエータをゼロ位置に移動させて初期設定する
ものである。その後、その機構の動きは、増分エンコー
ダからの相対位置情報を用いて出発点から追跡すること
ができる。この方法の欠点は、機構を出発点からゼロ位
置に動かしてから操作を開始しなければならないことで
ある。ゼロ位置は関節を一方向に光学的スイッチまたは
池の終端感知装置に達する迄ゆっくり移動させることに
よって見つけられることが可能である。しかしこれによ
璽増分エーンコーダに加えて、各関節の出力側に、アナ
ログ型エンコーダ＃雲、たとえばポテンショメーエンコ
ーダのレンジ（これは通常駆動モータの１回転である）
以内の誤差で決定するのに十分な精度をもっていなけれ
ばならない。したがって、モータが１００対１の歯車減
速器を介して関節を駆動する場合、ディジタル型増分エ
ンコーダのレンジは３．６度らない。そしてディジタル
型増分エンコーダを用いて上記関節を１回転すなわち３
．６度、セクタ、内に決定し、その絶対位置の決定を完
了させることができる。このような方法の欠点は付可的
なエンコーダおよびそれに付随する回路が各関節に必要
なことである＝アナログ回路の必要なエンコーダの場合
、特に高価となる。さらにアナログ装置は較正するのが
極めて難しく、その動作は温度変化および電磁的雑音等
の環境状態によって悪影響を受け、通常の工業設定では
、信頼性が低くなる場合がある。

さらに別の方法では、各関節の出力側に、関節の絶対位
置を分解可能なグレースケール・エンコーダのようなデ
ィジタル型エンコーダを設置する。一般に、このような
精密装置は比較的高価で、大きく、システム全体のコス
トや複雑さを増大させてしまう。

出力位置をモニターする装置の別の欠点は、それらが１
回転以下の関節移動に限定されることである。

このような装置は広範囲の移動を行なう機構、たとえば
、出発位置からどちらの方向にも１回転できる手１１節
では、確実な機構の位置情報を与えることができないや 〔発明の目的〕 本発明の目的は、関節または線形軸装置に対するサーボ
制御アクチュエータ等の機構の絶対位置を開用いて決定
することができる全ディジタル型位置エンコーダを提供
することにある。

本発明の別の目的は、減速駆動の入力側に取り付けられ
るセンサを用いてその減速駆動を介して駆動される機構
の出力の絶対位置を決定する二とのできるディジタル型
位置エンコーダを提供することである。

〔発明の概要〕 本発明における好適な実施例では、機構の絶対位置情報
は、安価なディジタル盟のディスクリート・エンコーダ
を増分エンコーダに付加することによって、コンパクト
なモータが取り付けられたモジュールで得られ、その増
分およびディスクリート・エンコーダからの信号の組合
せを用いて、前記機構の絶対位置を決定する。

増分エンコーダは、アクチュエータに対するモータ駆動
軸の増分回転を示すパルスおよびモータ駆動軸の回転毎
にインデックス・パルスを発生する。ディジモル嬰ディ
スクリート・エンコーダは増分エンコーダの端部に容易
に取り付けられる小型のハウジング内に含まれる。この
ディスクリート・エンコーダはモータ軸によって駆動さ
れる一組の歳差運動（Ｐ　ｒ　ｅ　ｃ　ｅ　ｓ　ｓ）を
行なう歯車で構成され、各歯車は１回転毎にマーク・パ
ルスを発生する。インデックス・パルスに対する歳差運
動を行なう歯車の角る。モータ回転位置回転および増分
位置はサーボ制御機構の絶対位置を与えるために数学的
に組合わされる。

〔発明の実施例〕

第１図にロボットの関節のためのサーボ・モータら を駆動するモジュール１０に組み込まれ墨本発明に係る
好適な実施例を示す。モジュールｌＯは、サーボ駆動用
のモータ２０、歯車減速器（Ｇｅａｒｒｅｄｕｃｅｒ）
２６、ブレーキ２８および本発明に係る位置エンコーダ
３０を包含する二分割のハウジング１２．１４から構成
される。本実施例では、中央制御装置より受信する命令
に応答してサーボ・モータを作動するために必要である
マイクロプロセッサや他の回路を保持する回路板３８も
該ハウジング内に取り付けられる。

本実施例は、多関節式のセグメントを有するアームの操
作をコンピュータを用いた制御装置でｍｍするに型式の
ロボット・システム内で動作するものである。マイクロ
プロセッサはコンピュータを用いた制御装置との信号の
送受信および位置検出そして、該制御装置からの信号と
の応答に付随するモータ駆動機能に必要な計算を実施す
るために設ける。

いることができることは、当業者にとって自明である。

本文中に用いるｒｕｍ装えは、比較的大きなメインフレ
ーム・コンピュータまたは特定のロボット・システム用
に開発されたより特殊化されたコンピュータ制御システ
ムのどちらでもなく、選択された構成に適確な制御装置
なら同でもよい。

モジュール１０は、ロボットの関節の内側に取り十 付けられた固定ハウジング１２と、ロボット関節の外側
に取付けられる可動ハウジング１４から構成される。可
動ハウジング１４は軸受１６および１８を介して固定ハ
ウジング１２と接続する。これら２個のハウジングは互
に関係して自由に回転することができる。したがって、
モジュール１０を肘只（ｅｌｂｏｗ）の関節の操作に用
いる場合、ハウジング１２を上部アーム上に設置し、下
部アームには可動ハウジング１４を取付けることとなる
。サーボ駆動用のモータ２０は、モジュール１０内に設
置されており、そして、取り付はスリーブ２２によって
固定ハウジング１２と固定的に接続されている。例えば
、（Ｐｉ？ａｎ　　ｍｏｄｅｌ）！３２１０３モータ等
、適当なサーボ・モータを任意に用いることが可能であ
る。モータ駆動軸２４の一方の＃ｉ部は、歯車減速器２
６を介して可動ハウジング１４と接続する。たとえば、
Ｅｍｈａｒｔ社製のＨＤＣ−３ＣＭｏｄｅ１等の調和型
（ｈａ　ｒｍｏｎ　ｔ　ｃ）歯車減速器は、小型で、比
較的高い減速比、例えば、１２０対１、を提供し、また
、このような調和型歯車減速器を用いることによって、
ロボットの関節の移動に対して、スムーズな動作と、十
分なトルクを得られることから、ロボット工学上、極め
て適している。

１”讐階惣他方のｔ４部はブレーキ２８および位置工加
−ダ３σと接続する。

位置エンコーダ３０は増分エンコーダ３２およびディス
クリート・エンコーダ３４から構成される装れら位置エ
ンコーダ３０は、両方ともモータ駆動軸２４の回転によ
って駆動される。増分エンコーダ３２は、例えば、本出
願人が以前提出した特開昭５５−８５２１８に記載され
たような型式の回転円板光学エンコーダである。増分エ
ンコーダ３２は２個の興なる出力信号を発生する。これ
らの出力信号転する場合、回転毎に１個のインデックス
・パルスを発生する。一般に増分エンコーダ３２は、２
個の出力チャンネルを有する。これらの出力チャンネル
では、第１の出力チャンネルからのパルスを第２の出力
チャンネルからのパルスより９０”シフトさせ、１回転
毎に１０００個のパルスを発生する。デコーディングの
後、これらの出力は各軸回転を４０００個の増分セグメ
ントに分割することができ、軸回転の方向を指示するこ
とが可能となる。

ディスクリート・エンコーダ３４は、以下に詳細に説明
するように、モータ駆動軸の回転に対して歳差運動をす
る２個の各歯車より、インデックス・パルスを発生する
。ディスクリート・エンコーダ３４によって発生される
インデックス・パルスのパターンより、関節の位置を以
下に説明するようにモータ駆動軸の一回転範囲内に決定
することができる。

マイクロプロセッサ、モータ・ドライバ、増分エンコー
ダからの信号をデコードする論理回路およびサーボ制御
モジュールの操作に追随する池の回路を保持する回路板
３８＋、ｌ、また、サーボ・モータ駆動のモジュール１
０内に取り付けられている。このような構成によって、
関節制御のモジュールを操作するために必要な信号処理
の大部分は該モジュール１０自身内で実行させることが
できる。これによって、中央制御装置は極めて単純化さ
れ、そして関節から中央制御装置に送られる情報と共に
このような通信に用いられるワイヤリングを最少化する
。すなわち、極めて取り扱いの楽なロボット設計を提供
する。第２図にディスクリート・エンコーダ３４の構造
および構成要素を詳細に示す。ディスクリート・エンコ
ーダ３４は３個の歯車４２．４４および４６を保持する
ハウジング４０より構成される。中央に位置する歯車４
２は、Ｔｉ１ｌの歯数を有し、モータ１のあそび歯車４
４およびＴ３ｆｉの歯数を有する第々習有する。ハウジ
ング４０にはまた、光検出器５２および５４が開口１ａ
Ｂ４８．５０の光路に沿って歯車４４．４６の周辺に配
置され、よって、これら光検出器５２．５４は、歯車４
４．４６の１回転毎に開口’１４８．５ンｉ過を検出で
きるようになっている。

３個の歯車４２．４４および４６は興なる歯数を有して
いるので、それらの回転は互いに歳差運動をする。歯車
４２．４４，４６の歯数を各々１７．１６．１５の組合
せで設定することが特に有効であることが見いだされて
いる。この組合せを用いると、歯車４２の回転毎に対し
、歯車４４は１７／１６回転し、歯車４６は１７／１５
回転する。したがって、３１ｍ１の歯車を整列させて操
作する場合、すなわち光検出器５２．５４および増分エ
ンコーダ３２からのインデックス・パルスが一致する場
合、歯車４２と歯車４４は、歯車４２が１６６回転る迄
再び整列せず、歯車４２と歯車４６は歯車４２が１５５
回転る迄再び整列せず、そして３個の歯車全ては歯車４
２が２４０　（＝１５Ｘ１６）回転する迄再び整列しな
いことになる。さらに、駆動歯車つま、リモータ軸の２
４０回転のレンジ内では各回転毎のインデックス・パル
スが出たときの、光検出器５２．５４に対して開口部４
８．５０の各変位置の組合せは特有のものとなる。モー
タが１２０対１の歯車減速器を介して関節アクチュエー
タの出力に接続する場合、これによって、関節が２４０
回のモータ回転のうちの同回転した点に位置するか（つ
まり丁度２回転する関節運動のうちのいずれかに位置す
るか）を一義的に決定する方法が得られる。

これらの歯車における多くの歯数の組合せを任意に選ぶ
ことができ、興なるレンジのモータ回転を得ることがで
き、あるいは、設計者の特殊な要求に合わせることが可
能となる。このような選択は、歯車（３０Ｘ３２）／（
２Ｘ２）＝２４０回転のレンジを有し、これは上述した
実施例の１５個、１６個、１７個の歯数を有する一組の
歯車と同じレンジとなる。

的に有する歯数をその歯車およびそれとかみ合う歯車が
物理的に有する数量の公約数で、割ったものである。３
０個の歯数を有するあそび歯車と３２個の歯数を有する
あそび歯車とかみ合う３４個の歯数をするあそび両車は
１５　＜＝３０／２）外信囚七有し９、歯数の積すなわ
ち、１５Ｘ　１６＝２４０回転である。

第３図は本発明に係る位置エンコードを含むサーボ制御
アクチュエータ・システムのブロック図である。モータ
２０の出力軸は歯車減速！２６を介して可動ロボット・
アーム３６と物理的に接続する。モータ２０の出力軸は
また、ブレーキ２８、増分エンコーダ３２およびディス
クリート・エンコーダ３４によって与えられた電気信号
は回路板３８（図中では、点線で示す）に送られる。増
分エンコーダ３２からの信号はデコーダ理論回路５６に
送られ、どの出力信号を供給する。デコーダ理論回路５
６の出力信号は状態カウンタ５８に送られ、そこでディ
ジタルＸ計数を積算して増分エンコーダ３２の状態を追
跡し、その結果をマイクロプロセッサ６０に出力する。

ディスクリート・エンコーダ３４からの信号はマイクロ
プロセッサ６０に直接送られる。これらエンコーダ３２
．３４からの信号に加えてマイクロブ置を決定する。

マイクロプロセッサ６０が受信する命令を実行するため
、マイクロプロセッサ６０は制御信号をドライバ６２に
介してモータ２０にまたブレーキ２８に送信する。

本発明の増分エンコーダ３２およびディスクリート・エ
ンコーダの組合せを用いて、初期設定命令はロボットの
関節における最少の運動範囲で実行することができる。

関節を各方向に１回のモータ回転以下に移動することに
よって、関節の絶対位置が決定できる。これによって初
期設定に要する時間を最短化し、またその初期設定手順
の間にロボット・アームが障害物に会う確率を最少にす
る。

初期設定命令を受信すると、マイクロプロセッサ６０は
モータ２０を反時計方向へ回転するように指示する。こ
の回転は、マイクロプロセッサ６０が増分エンコーダ３
２から受信する第１のインデックス・ヂ パルスを過ぎてモー情回転の所定位置で停止する。

インデックス・パルスを受信する位置を通過する動作は
１位置測定より、エンコーダにおける歯車のパ蛛 ックラッシによって生じる全ての悪影響を酋去するので
極めて好ましい。このような方法ではまた、バ殊 ックラッシを域去するための機械的な手段の必要性茸 を取り体＜ので、エンコーダの構造が簡単になる。

マイクロプロセッサ６０は次にモータ２０を時計回り方
向に回転する指示をする。モータ軸が回転する間、マイ
クロプロセッサ６０はエンコーダ３２からのインデック
ス・パルスの位置を記録し、そのインデックス・パルス
とディスクリート・エンコーダ３４の光検出器５２．５
４からの位置パルス（“マーク−と呼ぶ）との間の増分
パルスの数を計数する。

マイクロプロセッサ６０が増分エンコーダ３２からの第
２のインデックス・パルスを受信すると、モータ２０は
停止する。駆動歯車４２は２個のあそび歯車４４および
４６より多くの歯数を有しているので、両方の光検出器
５２．５４からのマーク・パルスが任意の２１個の増分
エンコーダ３２から送られるインデックス・パルス間で
必ず生じる。

インデックス・パルスと各マーク・パルスの間の増分パ
ルスの数は駆動歯車の位置と各あそび歯車の位置間の角
度差を表わす。２４０回転をレンジとする各モータ回転
はこのような角度差の組合せで一義に表わされる。たと
えば、好適な実施例の構成では、「ゼロ」位置から１回
転後、あそび歯車４４は駆動歯車より１歯先にあり、あ
そび歯車４６は２歯先にある。「ゼロ」位置からｎ凹転
後、あそび歯車４４は、インデックス・パルスからｎ歯
先にある、すなわち、１６を法としてｎ１１１１すれて
いることとなる。

同様に、ｎ回転後、あそび歯車４６はインデックス・パ
ルスから２ｎ歯先にある、すなわち、１５を法として２
ｎｄ１＃れていることとなる。マイクロプロセッサ６０
は角度分離を直接に測定することから、上述するように
歯車の組合せによって表わされているモータ回転は計算
することが可能で、または、代りに測定値をマイクロプ
ロセッサ６０のメモリ内のテーブルにストアされた予め
定められた値と比較することによって決定できる。第４
図に本発明に係る他の実施例を示す。この実施例では、
２個ではなく３個のあそび歯車を用いるので、一義的に
表わすことのできるモータ回転のレンジは大幅に増大す
る。エンコーダ６８は駆動歯車７２および３個のあそび
歯車７４．７６および７８を保持するハウジング７゜か
ら構成される。前述の実施例のように、駆動歯車７２は
モータ駆動軸２４と接続し、３個のあそび歯車７４．７
６．７８を駆動する。あそび歯車７４．７６．７８はそ
の周辺にそれぞれ開口部８ｏ、８２．８４を有する。さ
らに、前述の実施例と同様に、各あそび歯車上の開口部
８０％８２および８４からの光路に沿って位置する光検
出器８６．８８．９ｏはハウジング工に取り付けられ、
それらはあそび歯車７４．７６．７８の回転毎における
開口部８ｏ、８２．８４の通過を検出することができる
。

前述したように、各歯車はそれぞれの回転で互いに歳差
運動をするように異なる歯数を有する。駆動歯車７２が
ＴＩ個の歯数を有し、あそび歯車７４がＴ２個の歯数を
有し、あそび歯車７６が１３個の歯数を有し、そしてあ
そび歯車７８が１４個の歯数を有するものとすると、こ
の４個の歯車の組合せは、歯数Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４
が公約数をもたない場合、（Ｔ２ＸＴ３ＸＴ４）モータ
回転の各々に対して、駆動歯車に対する３個のあそび歯
車の角度位置の一義的な組合せが得られる。したがって
、付加歯車は付加歯車上の誇慝歯数に等しい因数で分解
されることのできるモータ回転のレンジを倍増する。あ
そび歯車をさらに増すことによってエンコーダで分解す
ることが可能なモータ回転のレンジは設計者のる場合、
１個のあそび歯車のみで、エンコーダを構成することが
できる。また、２個またはそれ以上のディスクリート・
エンコーダをそれらの連結する出力と共に積重ね、分解
できるレンジをさらに拡大することができる。エンコー
ダをアクチュエータに連結するために他の手段を用いる
ことが可能で、例えば、ディスクリート・エンコーダを
駆動させるために、調和型歯車減速器２６の構成要素を
用いることができる。

４” 第５図、第６図に基ズいて、マイクロプロセッサ６０の
動作を以下に説明する。第５図はモータの位置空間を表
わすグラフであり、その空間内で増分エンコーダによっ
て発生するインデックス・パルスのの物理的ゼロ位置１
０１はモータの位置空間の中心との物理的範囲を設定す
る。０で示されるインデックス・ゼロ位置１０４は、サ
ーボ駆動のモジュールがロボット・アームに思込まれる
際の増分エンコーダの円板上の位置が任意であるため、
物理的ゼロ位置１０１とは通常一致しない。インデック
ス・ゼロ位置１０４として用いられるインデックス・パ
ルスは物理的ゼロ位置１０１が第１の正側のモータ回転
内になるように選択される。モータ空間は、インデック
ス・ゼロ位置１０４から始まり、増分エンコーダ３２か
らのインデックス・パルスにより分割される。これによ
りモータ空間は、正側の物理的限界値１０２へ時計回り
に延長し、また負傷の物理的限界値１０３へ反時計回り
の方向で延長する一連のモータ回転のセグメント１０５
に分割される。正そして給する歯車を選択することが好
ましい。

第６図に、ディスクリート・エンコーダを構成する１（
ｉｌの歯車からのマーク・パルスを含むモータ空間の一
部分をより詳細に示す、第２の歯車からのマーク・パル
スを明確にさせるため省略し、そして、以下の説明は各
歯車からのインデックス・パルスに同様に応用できる。

＠５図と同様に、物理的ゼロ位Ｒ１０１とインデックス
・ゼロ位置１０４は一致しない。そのずれをθＺ（ゼロ
・オフセット）と表わす、加えて、第６図ではゼロ・イ
ンデックス・パルスがディスクリート・エンコーダのマ
ーク・パルス１０６と一致しないことも示している。こ
のずれは歯数中の整数部、Ｔ　ｏ　ｆ　ｆ　ｒ　、と残
りの小数部ｅ。

ｆｆいの２つの部分により表わされる。小数部０ｏｆｆ
＋は、較正定数として用いられ、これにより位置の計算
を歯整数の角変位を最小目盛りとして用いることによっ
て、実行できるようにする。

ロボットの関節をモータ空間内に配置するため、マイク
ロプロセッサ６ｏは最初にインデックス・パルスとマー
ク・パルスの間の角変位を決定する。次に、マイクロプ
ロセッサ６０はとのモータ回転が角度差の当該組合せと
関連しているかを決定する。

肘述したように、角変位を、反時計方向において次のイ
ンデックス・パルスを見つけ、そして、モータを１回転
移動させ、２個のマーク・パルスを見つけることによっ
て決定することができる。インデックス・パルスおよび
各マーク・パルスでマイクロプロセッサ６０は増分エン
コーダの状態カウンタ５８の出力を記憶する。増分エン
コーダの計数に示す第１のあそび歯車の角変位はｌイン
デックス・パルスでの記憶値と第１のあそび歯車による
マーク・パルスでの記ｔ［ｍとの差である。その結果は
、オフセット値θｏｆｆ、を差し引くことによって調整
され、論理歯数を増分エンコーダの計数値で割り、その
鐘を最も近い整数にまるめることによって、歯数とする
ことができる。

第２のあそび歯車の角変位は、これより同様な手順で決
定することができる。

２つの角変位と関連するモータ回転は決定されたままで
ある。上述のように、これは測定された角変位の値とメ
モリのテーブル内に記憶された値とを一致するまで比較
することによって成し遂げられる代わりに、これらの値
のテーブルを作成して測定されエンコーダの計数値より
、以下のように表わすことができる。

１’０５ｔ＝ＲＥＶｘＲＥ５＋　（ＰＯ５ｃｍＰＯ５ｉ
　−ｅｘ）　　　・＝・−（１）ここで、 ＲＥＶ　＝モータ空間における現在のモータ回転、ｘｇ
ｓ　＝増分エンコーダの計数値／モータ回転、ＰＱ５ｃ
＝増分エンコーダ・カウンタの現在値、ＰＯ５ｉ　＝第
１の検出されたインデックス・パルスにおける増分エン
コーダ・カウンタの値。

５ｘ＝増分エンコーダの計数値のゼロ・オフセット、 マイクロプロセッサ６０は広いレンジの歯車構成に対す
るデータ処理を実行できるように適合される。

また、ロボットの関節の物理的なゼロ位置と増分エンコ
ーダのゼロ・インデックス・パルス間のゼロ・オフセッ
トのＳＩ聾をすることができる。このゼロ調整機能によ
って、モータ駆動のモジュールをロボットの関節に設置
する際、増分エンコーダの光学円板を整列するという両
肩な仕事を除去することができる。

なお、本発明はモータ駆動アクチュエータの実施例で説
明したが、本発明に係る位置エンコーダは、上述のモー
タ駆動ではなく手動で働かす機構の出力、たとえば、「
学習モード」で動作するロボット・システムの位置を決
定するためにも用いることができる。

また、本発明に係る好適な実施例では、ロボット工学分
野について説明したが、モータ・ブクチュエ−夕によっ
て駆動される機構の出力が回転または線壓にもかかわら
ず、本発明の位置エンコーダを用いて、任意の機構にお
ける絶対位置を決定することができる。このようなアク
チュエータは、ロボット工学の池に、例えば、工具、プ
ロッタ、プリンタ、コれ と一機や池の事務機、峠空機、ミサイル衛星やアンテナ
、そしてバルブや池の工程制御装置等の広範囲な応用分
野で用いられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、増分エンコーダとデ
ィスクリート・エンコーダの組み合わせで、安価で構成
が簡単な位置エンコーダを用いて、機構の絶対位置測定
が容易に行うことができる。

さらに、本実施例では、サーボ制御されるロボット接合
の初期設定にかかる時間が短縮され、ロボット・アーム
の移動範囲が最小化されるため、障害物に衝突する確率
が減少され、初期設定による破損を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る位置エンコーダを具備するアク
チュエータの断面図。第２図は、第１図のディスクリー
ト・エンコーダの概略図。第３図は、第１図の位置エン
コーダで構成されるアクチュエータ・システムのブロッ
ク図。 第４図は、本発明に係る池の実施例の概略図。第５図と
第６図は、ロボット接合に取り付けられるサーボ・モー
タの動作説明図。 １０：モジュール、１２：固定ハウジング。 １４：可動ハウジング、１６，１８：軸受、２０：モー
タ、２２：取り付はスリーブ、２４：モータ駆動軸、２
６：歯車減速器、２８ニブレーキ、３０：位置エンコー
ダ、３２：増分エンコーダ、 ３４．６８：ディスクリート・エンコーダ、３６二可動
ロボツト・アーム、３８：回路板、５６：デコーダ、５
８：状態カウンタ、６０：マイクロプロセッサ、６２：
ドライバ、４４．４６，７４，７６．７８　：あそび歯
車、４２．７２：駆動歯車、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 可動機構の絶対位置を決定するための位置エンコーダに
   おいて、前記可動機構と接続する入力部とエンコーダと
   接続する出力軸から構成され、前記可動機構の移動によ
   り前記出力軸に複 数回の回転を与えるリンケージと、前記出力軸の回転角
   を指示する第一の信号を供給するため、前記出力軸と連
   結する角運動検知手段と、 特有の位置決め基準点を決定するため、少なくとも１個
   のインデックス・マークをそれぞれ有する複数個の回転
   部材と、 各前記回転部材の特有な前記位置決め基準点を指示する
   第２の信号を供給するため、前記インデックス・マーク
   に応答する手段と、 各前記回転部材における前記インデックス・マークが指
   示する位置角と他の前記回転部材の前記インデックス・
   マークが指示する位置角とが歳差運動するために前記出
   力軸より複数個の前記回転部材を駆動する機械的連結手
   段と、 各前記回転部材の前記インデックス・マークの他の前記
   回転部材の前記インデックス・マークに対する角変位を
   決定し、前記角変位と前記第１の信号で前記可動機構の
   絶対位置を決定するため、前記第１と第２の信号に応答
   する歳差運動手段とを具備することを特徴とする位置エ
   ンコーダ。