JPS62165158A

JPS62165158A - ロ−タリエンコ−ダの断線検知装置

Info

Publication number: JPS62165158A
Application number: JP61007565A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Wakabayashi; 尚之若林
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1987-07-21

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】〈発明の技術分野〉この発明は、例えば産業用ロボットにおいて、アームや
ハンドの角度や位置を検出するのに用いられるロータリ
エンコーダに関連し、殊にこの発明は、ロータリエンコ
ーダの出力を取り出すためのケーブルが断線しているか
否かを検知するだめの断線検知Ｗｉｉｔを提供するもの
である。

〈発明の背景〉従来の産業用ロボットでは、アーム等の角度や位置を検
出するのに、例えばインクリメンタル型のロータリエン
コーダが用いられている。

この種口−クリエンコーダは、出力としてＡ相。

Ｂ相、Ｚ相の各信号が得られる構成であって、その出力
段回路には、例えばオープンコレクタ出力方式のものが
採用されている。この方式の出力段回路において、各相
の出力トランジスタのコレクタにはそれぞれケーブルが
接続され、これら各ケーブルによって出力トランジスタ
のオン、オフ信号が産業用ロボットのコントローラに取
り込まれるようになっている。

ところがこれらケーブルに無理な力が掛かったり、寿命
により劣化したりして、ケーブルの断線が生じた場合に
は、出力トランジスタがオフのときと同じ回路状態、す
なわちケーブルに通電がない状態が形成されるため、コ
ントローラ側において適正な各相出力が得られず、アー
ム等の角度や位置の検出が不能となり、これがためロボ
ットが暴走して、甚だ危険な状態が形成される等の問題
があった。

〈発明の目的〉この発明は、上記問題を解消するためのものであって、
ロータリエンコーダにおけるケーブルの断線を確実に検
出して、産業用ロボット等の暴走を未然に防止し得るロ
ータリエンコーダの断線検知装置を提供することを目的
とする。

〈発明の構成および効果〉上記目的を達成するため、この発明では、出力トランジ
スタの出力端にケーブルを接続して出力トランジスタの
オン、オフ信号を取り出すように構成されたロータリエ
ンコーダにおいて、前記出力トランジスタの出力端をプ
ルダウンするためのプルダウン回路部と、前記ケーブル
を介してプルダウン回路部に接続された常時ケーブルへ
通電するための通電回路部と、この通電回路部における
通電状態を監視してケーブルの断線の有無を検知する検
知回路部とで断線検知装置を構成することにした。

この発明によれば、出力トランジスタの出力端をプルダ
ウンして、この出力トランジスタがオフのときでもケー
ブルに電流を流すようにしているから、この電流がゼロ
になるのを監視するだけで、ケーブルが断線しているか
否かを確実に検知することができる。よってこの検知信
号が、例えば産業用ロボットのコントローラ側に入力さ
れたとき、ロボットの動作を停止させることにより、ロ
ボットの暴走を未然に防止でき、安全性の向上をはかる
ことができる。また従前のロータリエンコーダの出力段
回路へ、簡単な回路を付加するだけでケーブルの断線検
知を実現できるもので、構成簡易にして実用上の効果は
顕著である。

〈実施例の説明〉図面は、この発明の断線検知装置をインクリメンタル型
のロータリエンコーダに適用した一実施例を示すが、こ
の発明はこれに限らず、他のタイプのロータリエンコー
ダにも適用実施できる。

このインクリメンタル型のロータリエンコーダ（以下、
単に「エンコーダ」という）は、回転角度に応じた人相
およびＢ相の各出力（例えば１回転につき１０００パル
ス）と、回転の基準位置を与えるＺ相出力（例えば１回
転につき１パルス）とを出力するもので、第１図はこの
エンコーダにおけるオープンコレクタ出力方式の出力段
回路を示している。

この出力段回路は、主回路１と共にエンコーダの器体２
内に組み込まれており、前記入相。

Ｂ相、Ｚ相についての出力トランジスタ３，４゜５を含
んでいる。各出力トランジスタのコレクタには、出カケ
ープル６．７．８が接続され、これら出カケープルは電
源ケーブル９．電源断線検知用ケーブル１０．接地用ケ
ーブル１１と共にエンコーダの器体２より外部へ引き出
されて、産業用ロボットのコントローラに接続すれる。

また各出力トランジスタ３，４．５のコレクタには、サ
ージ吸収用のツェナーダイオード１２．１３．１４に加
えて、各トランジスタ３゜４．５のコレクタをプルダウ
ンするための抵抗１５．１６．１７がそれぞれ接続され
ている。

第２図は、産業用ロボットのコントローラ１８が内蔵す
るエンコーダ信号入力回路の一例を示し、前記出カケー
プル６．７．８は対応する相の信号入力線６ａ、７ａ、
８ａに、電源ケーブル９は十Ｖ〔ボルト〕の電源線９ａ
に、電源断線検知用ケーブル１０は検知線１０ａに、接
地ケーブル１１は接地線１１ａに、それぞれ接続される
。

各信号入力線５ａ、７ａ、３ａは、電流検出用抵抗１９
，２０．２１を介して＋■〔ボルト〕の電源に接続され
ており、従ってこれら抵抗１９゜２０．２１を流れる電
流は各信号入力線６ａ。

７ａ、８ａを介して前記出カケープル６．７゜８に与え
られる。前記電流検出用抵抗１９．２０゜２１には、そ
の両端電圧を検出するだめのトランジスタ２２，２３．
２４が接続してあり、それぞれトランジスタ２２，２３
．２４のベース側にはベース電源制限抵抗２５，２６．
２７が配備されている。各トランジスタ２２，２３゜２
４のコレクタ出力および前記検知線１０ａの検知レベル
は、それぞれプルダウン抵抗２８゜２９．３０．３１に
与えられると共に、ナンド回路３２の入力として与えら
れる。このナンド回路３２は、これら４人力がともに＠
ＨＩＧＨ”のレベルにあるときは、その出力は“ＬＯＷ
”のレベルとなり、またいずれか入力が”　ＬＯＷ”の
レベルになると、“ＩＩ　Ｉ　Ｇ　ＩＩ”のレベルの断
線検知出力３３を出す。

第３図は、前記断線検知出力３３に基づいてロボットの
動作を停止させるための回路構成例を示す。図中、駆動
トランジスタ３４はモータ駆動信号により駆動され、リ
レー駆動トランジスタ３５を駆動してリレーコイル３６
へ電流を流す。このリレーの接点３７，３８．３９はリ
レー電源やモータ電源の電源回線４０，４１゜４２に介
装されており、リレーコイル３６の付勢、消勢に伴って
開閉動作される。前記Ｉ！Ｊｒ線検知出力３３は制御ト
ランジスタ４３に与えられ、このトランジスタ４３のオ
ン、オフにより、前記トランジスタ３５をオン、オフ動
作させ、これによりリレーコイル３６への通電をオン、
オフ制御する。なお図中、ダイオード４４はリレーコイ
ル３６の逆起電力吸収用である。

つぎに第１図〜第３図の各回路につきその動作を説明す
る。

今入相、Ｂ相、Ｚ相の各出カケープル６．７゜８の電位
をｅＡｌ　、ｅＭｓ　＋　ｅ２１、また電源断線検知用
ケーブル１０の電位をｅ。、とすると、それぞれケーブ
ルに断線がなく、かつ出力トランジスタ３〜５がオン状
態のときは、電位ｅＡＩ、ｅ！１ｌＩ８２１はゼロであ
り、また電位ｅ０１は＋■〔ボルト〕である。かくて電
流検出用抵抗１９゜２０．２１に電流が流れでトランジ
スタ２２゜２３．２４がオンとなり、さらにプルダウン
抵抗２８，２９．３０に電流が流れて、ナンド回路３２
の人力ｅＡ２＋　　Ｒ１＋　０２ｇは“ＨＩＧ＋（”の
しヘルとなる。また検知線３１に接続されたプルダウン
抵抗３１にも電流が流れるから、ナンド回路３２の入力
ｅ。２も“ＩＩＩＧＨ”のレベルとなり、よってナンド
回路３２の出力レベルは”　ＬＯＷ”となる。

一方出力トランジスタ３〜５がオフ状態のときは、その
コレクタが抵抗１５．１６．１７でプルダウンされてい
るから、抵抗１５．１６゜１７には抵抗１９，２０．２
１を流れる電流が流れて各出カケープル６．７．８の電
位ｅ＾１゜ｅＩＩ　＋　”　２１は、つぎのようになる
。

Ｒ，Ｖ２ＶｈＶただしＲＬ、　Ｒｔ、　Ｒｘはプルダウン抵抗１５゜１
６．１７の抵抗値、Ｒ，、Ｒ５，Ｒ，は電流検出用抵抗
１９．２０．２１の抵抗値である。

かくてこの場合も、トランジスタ２２．２３゜２４がオ
ンとなってナンド回路３２の入力”Ａ２＋ｅｊ１２＋８
２□は“旧Ｇ）Ｉ”のレベルとなり、ナンド回路３２の
出力レベルは“ＬＯＷ”である。

つぎにケーブルのうち、電源ケーブル９または電源断線
検知用ケーブル１０に断線が生じたと仮定すると、この
場合はプルダウン抵抗３１に電流が流れずナンド回路３
２の人力ｅ。２が“ＬＯＷ”のレベルとなるから、ナン
ド回路３２の出力として“［（ＩＧＩ（”のレベルの断
線検知出力３３が現れる。

つぎに人相の出カケープル６に断線が生じた場合を想定
すると、この場合は電流検知用抵抗１９に電流が流れず
、トランジスタ２２がオフとなる。このためプルダウン
抵抗２８にも電流が流れず、ナンド回路３２の入力ｅ１
□は“ＬＯＷ”のレベルとなり、ナンド回路３２の出力
として“ＨＩＧ＋ルベルの断線検知出力３３を得ること
ができる。Ｂ相やＺ相の出カケープル７．８に断線が生
じたときも同様であり、ナンド回路３２の出力は“ＩＩ
　Ｉ　Ｇ　１１”のレベルとなる。

さらに接地ケーブル６が断線した場合を想定すると、こ
の場合は出カケープル６．７．８の電位ｅＡｔ　＋　ｅ
８１　＋　ｅｚｔが＋■〔ボルト〕となるため、抵抗１
９，２０．２１が通電せずトランジスタ２２，２３．２
４がオフとなり、ナンド回路３２への入力ｅＡ２．６Ｂ
□ｒ”２□がともに“ＬＯＷ”のレベルとなる。従って
ナンド回路３２の出力として“旧Ｇ）Ｉ″のレベルの断
線検知出力３３が得られる。

つぎに第３図に示す回路において、今モータ駆動信号で
駆動トランジスタ３４が駆動されると、リレー駆動トラ
ンジスタ３５がオンしてリレーコイル３６に電流が流れ
る。これによりリレーが付勢されて接点３７．３８．３
９が閉動作し、モータ用電源がサーボアンプに接続され
てロボットが作動する。

つぎにこのロボット作動中に、前記断線検知出力３３が
制御トランジスタ４３へ入力されると、制御トランジス
タ４３がオンして、リレー駆動トランジスタ３５のベー
ス電位を下げる。

これによりトランジスタ３５はオフ状態となり、リレー
コイル３６への通電が遮断されてリレーは消勢し、接点
３７，３８．３９が開いてモータ電源が断たれ、ロボッ
トの作動が停止されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンコーダの出力段回路を示す電気回路図、第
２図はコントローラのエンコーダ信号入力回路を示す電
気回路図、第３図はロボット停止回路の電気回路図であ
る。３．４．５・・・・出カドランジスタロ、　　７．　８．　９．１０．１１・・・・ケーブル
１５、１６．１７・・・・プルダウン抵抗１９、２０．
２１・・・・電流検出用抵抗特許　出願人　　立石電機
株式会社骨／　　１２１　　　　工＞ｖ−９−ｑ＊１ｏｔｙ１ｆ
ｌｈｋ示１１・喝り’に２３４ｒ？１”７Ｆ２１Ｅ　　
＞−＋ｏ＝ｓｘ＞ｓ−７−４ｉｙｍｇ５−７−４ｉｙ＋
。 ’ｙＰ　　３　　＋２Δ　　口；１、ットイ→−と「Ｄ
工＆イ気丘ヘヌ晶→２リレーｔＪ、　　　モータ省ン馳
　　ｅ−夕荀）化３、ｌＬ、６・・・　　出ｎトランン
ースタＡ、７１１．４．ｉｏ、１／−−−ケーフリレ／
６．．ｔ！；・／７−　ア・ぼ２７噺ｑ元／り、２θ、
２／−・−１とｆＦｌ、壊七、出用埴丈扼手続補正書く
自重昭和６１年３月７日２、発明の名称ロータリエンコーダの断線検知装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所〒６１６京都市右京区花園土堂町１０番地名称（２
９４）立方電機　株式会社代表者立石孝雄４、代理人明細書の発明の詳細な説明の欄６、補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】

（１）出力トランジスタの出力端にケーブルを接続して
出力トランジスタのオン、オフ信号を取り出すようにし
たロータリエンコーダにおいて、前記出力トランジスタ
の出力端をプルダウンするためのプルダウン回路部と、前記ケーブルを介してプルダウン回路部に接続された常
時ケーブルへ通電するための通電回路部と、この通電回路部における通電状態を監視してケーブルの
断線の有無を検知する検知回路部とを具備して成るロー
タリエンコーダの断線検知装置。
（２）前記ロータリエンコーダは、インクリメンタル形
のロータリエンコーダである特許請求の範囲第１項記載
のロータリエンコーダの断線検知装置。
（３）前記ロータリエンコーダは、オープンコレクタ出
力方式の出力段回路が用いられている特許請求の範囲第
１項記載のロータリエンコーダの断線検知装置。