JP3362558B2 - ロータリーエンコーダ - Google Patents
ロータリーエンコーダInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転体の回転位置を検出
するためのロータリーエンコーダに関するものであり、
特に３相ＡＣサーボモータに組み込まれて使用されるイ
ンクリメンタルエンコーダに関するものである。
するためのロータリーエンコーダに関するものであり、
特に３相ＡＣサーボモータに組み込まれて使用されるイ
ンクリメンタルエンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種機械の駆動用に使われるサーボモー
タにはブラシ付きのＤＣサーボモータとブラシのないＡ
Ｃサーボモータ（ＤＣブラシレスサーボモータ）があ
り、近年モータ保守の容易さからＡＣサーボモータの需
要が増している。
タにはブラシ付きのＤＣサーボモータとブラシのないＡ
Ｃサーボモータ（ＤＣブラシレスサーボモータ）があ
り、近年モータ保守の容易さからＡＣサーボモータの需
要が増している。
【０００３】サーボ系の位置検出器にもさまざまな種類
があるが、近年サーボモータに組み込まれて使用される
ロータリーエンコーダが普及している。ＡＣサーボモー
タに組み込まれるエンコーダはインクリメンタルエンコ
ーダとアブソリュートエンコーダに大別される。インク
リメンタルエンコーダは各種機械のＡＣサーボモータに
取付けられ広く使用されており、ＡＣサーボ用エンコー
ダとして主流を占めている。一方アブソリュートエンコ
ーダは１回転内の絶対位置が判別できるエンコーダで、
原点復帰動作が不要なことから多関節ロボットをはじめ
とする大型のロボット用サーボモータなどに普及してい
る。
があるが、近年サーボモータに組み込まれて使用される
ロータリーエンコーダが普及している。ＡＣサーボモー
タに組み込まれるエンコーダはインクリメンタルエンコ
ーダとアブソリュートエンコーダに大別される。インク
リメンタルエンコーダは各種機械のＡＣサーボモータに
取付けられ広く使用されており、ＡＣサーボ用エンコー
ダとして主流を占めている。一方アブソリュートエンコ
ーダは１回転内の絶対位置が判別できるエンコーダで、
原点復帰動作が不要なことから多関節ロボットをはじめ
とする大型のロボット用サーボモータなどに普及してい
る。
【０００４】以下に従来のインクリメンタルエンコーダ
について説明する。図８は従来のインクリメンタルエン
コーダの構成を示すものであり８１は発光素子、８２は
回転スリット板、８３は受光素子、８４は波形整形回
路、８５は信号伝送回路である。
について説明する。図８は従来のインクリメンタルエン
コーダの構成を示すものであり８１は発光素子、８２は
回転スリット板、８３は受光素子、８４は波形整形回
路、８５は信号伝送回路である。
【０００５】出力信号は図９（ａ），（ｂ）に示すよう
に、回転方向が判別できるように互いに９０度位相差を
有するＡ，Ｂ２相の信号と、１回転１パルスの原点基準
Ｚ信号と、ＡＣサーボモータの相励磁切り替えのための
コミュテーション信号ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３を備えて
いる。
に、回転方向が判別できるように互いに９０度位相差を
有するＡ，Ｂ２相の信号と、１回転１パルスの原点基準
Ｚ信号と、ＡＣサーボモータの相励磁切り替えのための
コミュテーション信号ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３を備えて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、出力信号の数が多いので、配線の数が多い
ため量産性が悪く、機器への誤配線，信号線自身の断線
も起こりやすいという問題点があった。また、ロータリ
ーエンコーダのパルス数や装着するモータなどの機器の
情報を受信側で手動で入力するという問題点があった。
の構成では、出力信号の数が多いので、配線の数が多い
ため量産性が悪く、機器への誤配線，信号線自身の断線
も起こりやすいという問題点があった。また、ロータリ
ーエンコーダのパルス数や装着するモータなどの機器の
情報を受信側で手動で入力するという問題点があった。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、エンコーダの出力信号数を減らし、量産性が高く信
頼性が高いインクリメンタルエンコーダを提供すること
を目的とする。
で、エンコーダの出力信号数を減らし、量産性が高く信
頼性が高いインクリメンタルエンコーダを提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインクリメンタルエンコーダは、互いに９０
度位相差を有するＡ，Ｂ２相のインクリメンタル信号
と、１回転中の原点を示す基準信号Ｚと、３相ＡＣサー
ボモータの相励磁切り替え信号（コミュテーション信
号）ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３相とを出力する原信号出力
部と、エンコーダ主電源のオン，オフ状態を検出する電
源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路と、Ａ，Ｂ２相の変化エッジを
検出しＡ，Ｂ２相の位相によりカウントアップパルスお
よびダウンパルスを出力する方向弁別回路と、前記電源
ＯＮ／ＯＦＦ検出回路の出力によりカウント初期データ
をプリロードし前記方向弁別回路の出力パルスをカウン
トするアップ・ダウンカウンタと、Ａ，Ｂ２相のレベル
により前記アップ・ダウンカウンタにプリロードする初
期データを出力する初期値検出回路と、前記原信号出力
部からのＺ相およびＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３相と前記ア
ップ・ダウンカウンタからのデータをラッチするデータ
ラッチ回路と、前記原信号出力からのＺ相をサンプリン
グしてＺ相の状態を出力するＺ信号変換回路と、外部か
らのシリアル信号の命令によって、ロータリーエンコー
ダのパルス数や極数や認識番号などのエンコーダのパラ
メータと、装着するモータなどの機器の番号や誘起電圧
定数や慣性モーメントや粘性計数やそれらの温度係数な
どのモータなどの機器のパラメータを、ＲＯＭもしくは
電気的に書き換え可能なＲＯＭもしくは不揮発性のＲＡ
Ｍもしくは電池でバックアップしたＲＡＭに書き込み記
憶する回路と、外部からのシリアル信号の命令によっ
て、前記データラッチ回路から出力されるカウントデー
タ、ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３相と前記Ｚ相信号変換回路
から出力されるデータと、ロータリーエンコーダのパラ
メータとモータなどの機器のパラメータとを切り替えて
シリアルデータに変換し出力するパラレルシリアル変換
回路と双方向のシリアル通信の変換回路とを備えてい
る。
に本発明のインクリメンタルエンコーダは、互いに９０
度位相差を有するＡ，Ｂ２相のインクリメンタル信号
と、１回転中の原点を示す基準信号Ｚと、３相ＡＣサー
ボモータの相励磁切り替え信号（コミュテーション信
号）ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３相とを出力する原信号出力
部と、エンコーダ主電源のオン，オフ状態を検出する電
源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路と、Ａ，Ｂ２相の変化エッジを
検出しＡ，Ｂ２相の位相によりカウントアップパルスお
よびダウンパルスを出力する方向弁別回路と、前記電源
ＯＮ／ＯＦＦ検出回路の出力によりカウント初期データ
をプリロードし前記方向弁別回路の出力パルスをカウン
トするアップ・ダウンカウンタと、Ａ，Ｂ２相のレベル
により前記アップ・ダウンカウンタにプリロードする初
期データを出力する初期値検出回路と、前記原信号出力
部からのＺ相およびＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３相と前記ア
ップ・ダウンカウンタからのデータをラッチするデータ
ラッチ回路と、前記原信号出力からのＺ相をサンプリン
グしてＺ相の状態を出力するＺ信号変換回路と、外部か
らのシリアル信号の命令によって、ロータリーエンコー
ダのパルス数や極数や認識番号などのエンコーダのパラ
メータと、装着するモータなどの機器の番号や誘起電圧
定数や慣性モーメントや粘性計数やそれらの温度係数な
どのモータなどの機器のパラメータを、ＲＯＭもしくは
電気的に書き換え可能なＲＯＭもしくは不揮発性のＲＡ
Ｍもしくは電池でバックアップしたＲＡＭに書き込み記
憶する回路と、外部からのシリアル信号の命令によっ
て、前記データラッチ回路から出力されるカウントデー
タ、ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３相と前記Ｚ相信号変換回路
から出力されるデータと、ロータリーエンコーダのパラ
メータとモータなどの機器のパラメータとを切り替えて
シリアルデータに変換し出力するパラレルシリアル変換
回路と双方向のシリアル通信の変換回路とを備えてい
る。
【０００９】
【作用】この構成により、外部からのシリアル信号の命
令の切り替えによって、Ａ相，Ｂ相，Ｚ相，ＣＳ１，Ｃ
Ｓ２，ＣＳ３の信号と、ロータリーエンコーダのパラメ
ータとモータなどの機器のパラメータをシリアルデータ
として１回線で伝送できるため、エンコーダからの出力
信号数を減らすことができ、量産性に優れた信頼性の高
いロータリーエンコーダを得ることができる。
令の切り替えによって、Ａ相，Ｂ相，Ｚ相，ＣＳ１，Ｃ
Ｓ２，ＣＳ３の信号と、ロータリーエンコーダのパラメ
ータとモータなどの機器のパラメータをシリアルデータ
として１回線で伝送できるため、エンコーダからの出力
信号数を減らすことができ、量産性に優れた信頼性の高
いロータリーエンコーダを得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施例におけるロータリ
ーエンコーダの機能ブロック図である。
ーエンコーダの機能ブロック図である。
【００１２】図１において、１１は原信号出力部、１２
は方向弁別回路、１３はアップダウンカウンタ、１４は
初期値検出回路、１５はパラメータ記憶回路、１６はデ
ータラッチ回路、１７はＺ信号変換回路、１８はパラレ
ルシリアル変換回路、１９は双方向性バッファ回路、２
０は電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路である。
は方向弁別回路、１３はアップダウンカウンタ、１４は
初期値検出回路、１５はパラメータ記憶回路、１６はデ
ータラッチ回路、１７はＺ信号変換回路、１８はパラレ
ルシリアル変換回路、１９は双方向性バッファ回路、２
０は電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路である。
【００１３】原信号出力部１１は従来のインクリメンタ
ルエンコーダと同様に図８に示す発光素子８１、回転ス
リット板８２、受光素子８３、波形整形回路８４より構
成され、出力信号の代表例としては図９のようなインク
リメンタル信号Ａ相、Ｂ相、Ｚ相および３相励磁切り替
えコミュテーション信号ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３が出力
される。
ルエンコーダと同様に図８に示す発光素子８１、回転ス
リット板８２、受光素子８３、波形整形回路８４より構
成され、出力信号の代表例としては図９のようなインク
リメンタル信号Ａ相、Ｂ相、Ｚ相および３相励磁切り替
えコミュテーション信号ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３が出力
される。
【００１４】図２は本発明の一実施例における方向弁別
回路の動作波形図である。図２において、Ａ相がＢ相よ
り進み位相のときはダウンパルスが出力され、Ａ相がＢ
相より遅れ位相のときはアップパルスが出力される。こ
のアップパルス，ダウンパルスはアップダウンカウンタ
１３に入力されパルスを計数しカウントデータが変化す
る。
回路の動作波形図である。図２において、Ａ相がＢ相よ
り進み位相のときはダウンパルスが出力され、Ａ相がＢ
相より遅れ位相のときはアップパルスが出力される。こ
のアップパルス，ダウンパルスはアップダウンカウンタ
１３に入力されパルスを計数しカウントデータが変化す
る。
【００１５】図３（ａ）は本発明の一実施例における初
期値検出回路の動作波形図、図３（ｂ）はその回路例で
あり、Ａ相，Ｂ相の信号“Ｈ”，“Ｌ”により２ビット
の初期値Ｄ１，Ｄ０が出力される。
期値検出回路の動作波形図、図３（ｂ）はその回路例で
あり、Ａ相，Ｂ相の信号“Ｈ”，“Ｌ”により２ビット
の初期値Ｄ１，Ｄ０が出力される。
【００１６】図４（ａ）は本発明の一実施例におけるア
ップダウンカウンタの動作波形図であり、ここでは１６
ビットカウンタの動作例を示す。このアップダウンカウ
ンタはＯＮ／ＯＦＦ検出回路２０の出力により、データ
プリロード動作とカウント動作が切り替えられるパルス
カウンタになっている。
ップダウンカウンタの動作波形図であり、ここでは１６
ビットカウンタの動作例を示す。このアップダウンカウ
ンタはＯＮ／ＯＦＦ検出回路２０の出力により、データ
プリロード動作とカウント動作が切り替えられるパルス
カウンタになっている。
【００１７】図４（ｂ）は本発明の一実施例におけるア
ップダウンカウンタの全体動作波形図である。
ップダウンカウンタの全体動作波形図である。
【００１８】図５は本発明の一実施例におけるパラレル
シリアル変換回路より出力されるシリアルデータの構成
図である。図５において、データ１フレームはスタート
ビット，モードビット，データビット，パリティビッ
ト，ストップビット，アイドルビットなどで構成され
る。また、データラッチ回路１６でデータを更新するた
めのデータラッチ信号は図５のようにシリアルデータの
フレームに同期して出力される。
シリアル変換回路より出力されるシリアルデータの構成
図である。図５において、データ１フレームはスタート
ビット，モードビット，データビット，パリティビッ
ト，ストップビット，アイドルビットなどで構成され
る。また、データラッチ回路１６でデータを更新するた
めのデータラッチ信号は図５のようにシリアルデータの
フレームに同期して出力される。
【００１９】図６は本発明の一実施例におけるＺ信号変
換回路の構成図である。図６において、Ｚ相レベル検出
回路６１、Ｚ相通過検出回路６２、カウント変化量検出
回路６３、データシフト回路６４より構成される。
換回路の構成図である。図６において、Ｚ相レベル検出
回路６１、Ｚ相通過検出回路６２、カウント変化量検出
回路６３、データシフト回路６４より構成される。
【００２０】図７は本発明の一実施例におけるＺ信号変
換回路の動作説明図である。図７（ａ）はシリアルデー
タの１フレームごとにＡ，Ｂ，Ｚ相出力が変化したとき
のＺ信号変換状態を示しており、図７（ｂ）はシリアル
データの１フレーム内でＡ，Ｂ，Ｚ相出力が変化したと
きのＺ信号変換状態を示した図である。
換回路の動作説明図である。図７（ａ）はシリアルデー
タの１フレームごとにＡ，Ｂ，Ｚ相出力が変化したとき
のＺ信号変換状態を示しており、図７（ｂ）はシリアル
データの１フレーム内でＡ，Ｂ，Ｚ相出力が変化したと
きのＺ信号変換状態を示した図である。
【００２１】以下、上記構成のロータリーエンコーダに
ついてその動作説明をする。まず、パラメータ設定とし
て外部からのシリアル信号の命令によって、ロータリー
エンコーダのＡ相，Ｂ相のパルス数や極数や認識番号な
どのパラメータと、装着するモータなどの機器の番号や
誘起電圧定数や慣性モーメントや粘性計数やそれらの温
度係数などのモータなどの機器のパラメータを、双方向
性バッファ回路１９とパラレルシリアル変換回路１８と
データラッチ回路１６を介して１５のパラメータ記憶回
路に入力する。
ついてその動作説明をする。まず、パラメータ設定とし
て外部からのシリアル信号の命令によって、ロータリー
エンコーダのＡ相，Ｂ相のパルス数や極数や認識番号な
どのパラメータと、装着するモータなどの機器の番号や
誘起電圧定数や慣性モーメントや粘性計数やそれらの温
度係数などのモータなどの機器のパラメータを、双方向
性バッファ回路１９とパラレルシリアル変換回路１８と
データラッチ回路１６を介して１５のパラメータ記憶回
路に入力する。
【００２２】パラメータ設定が完了後、主電源を投入す
ると１５のパラメータ記憶回路に記憶している各パラメ
ータデータをデータラッチ回路１６とパラレルシリアル
変換回路１８と双方向性バッファ回路１９を介して出力
する。このパラメータデータの出力は数秒間連続して繰
り返し送信するか、もしくは外部からのシリアル信号の
命令によってＡ相，Ｂ相，Ｚ相，ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ
３の出力状態に移行する。
ると１５のパラメータ記憶回路に記憶している各パラメ
ータデータをデータラッチ回路１６とパラレルシリアル
変換回路１８と双方向性バッファ回路１９を介して出力
する。このパラメータデータの出力は数秒間連続して繰
り返し送信するか、もしくは外部からのシリアル信号の
命令によってＡ相，Ｂ相，Ｚ相，ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ
３の出力状態に移行する。
【００２３】Ａ相，Ｂ相，Ｚ相，ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ
３の出力状態では、原信号出力部１１よりＡ相，Ｂ相，
Ｚ相，ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３信号を検出し、この信号
を次のような信号処理をしてシリアル信号として出力し
ている。
３の出力状態では、原信号出力部１１よりＡ相，Ｂ相，
Ｚ相，ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３信号を検出し、この信号
を次のような信号処理をしてシリアル信号として出力し
ている。
【００２４】Ａ相，Ｂ相のカウンタ処理としては、たと
えば、図４（ａ）の位置で主電源ＯＮした場合、カウン
ト値には初期値検出回路１４で検出した初期値“３”が
データプリロードされ、軸がＣＷに回転すると方向弁別
回路１２からのダウンパルスをカウントし、カウント値
は３→２→１→０→６５５３５と変化し、以後カウンタ
は図４（ｂ）のようにサイクリックカウンタとして動作
を継続する。また、このカウンタのデータおよび原信号
出力部のＺ相およびＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３信号はデー
タラッチ回路１６でシリアルデータの伝送周期ごとにデ
ータラッチされる。また、Ｚ相については前記Ｚ相とデ
ータラッチ回路１６の出力Ｚ’相とアップダウンカウン
タの値よりＺ信号変換回路１７にて２ビットの状態情報
Ｚ１，Ｚ０に変換される。
えば、図４（ａ）の位置で主電源ＯＮした場合、カウン
ト値には初期値検出回路１４で検出した初期値“３”が
データプリロードされ、軸がＣＷに回転すると方向弁別
回路１２からのダウンパルスをカウントし、カウント値
は３→２→１→０→６５５３５と変化し、以後カウンタ
は図４（ｂ）のようにサイクリックカウンタとして動作
を継続する。また、このカウンタのデータおよび原信号
出力部のＺ相およびＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３信号はデー
タラッチ回路１６でシリアルデータの伝送周期ごとにデ
ータラッチされる。また、Ｚ相については前記Ｚ相とデ
ータラッチ回路１６の出力Ｚ’相とアップダウンカウン
タの値よりＺ信号変換回路１７にて２ビットの状態情報
Ｚ１，Ｚ０に変換される。
【００２５】以上のカウントデータ、ＣＳ１，ＣＳ２，
ＣＳ３およびＺ１，Ｚ０はパラレルシリアル変換回路１
８に入力され、図５に示す構成でシリアルデータとして
外部システムへ情報が伝達される。
ＣＳ３およびＺ１，Ｚ０はパラレルシリアル変換回路１
８に入力され、図５に示す構成でシリアルデータとして
外部システムへ情報が伝達される。
【００２６】このようにエンコーダ内の情報はすべてシ
リアルデータとして所定時間ごとに繰り返し外部システ
ムへ転送される。
リアルデータとして所定時間ごとに繰り返し外部システ
ムへ転送される。
【００２７】一方外部システム側では、上記シリアルデ
ータを受信し、カウントデータ，ＣＳデータ，Ｚ相状態
情報，ロータリーエンコーダのパラメータや装着する機
器のパラメータをパラレルデータに変換したのち、カウ
ントデータおよびＺ相状態情報および各パラメータを位
置・速度・電流などの制御用に、またＣＳデータはモー
タ励磁用として使用される。
ータを受信し、カウントデータ，ＣＳデータ，Ｚ相状態
情報，ロータリーエンコーダのパラメータや装着する機
器のパラメータをパラレルデータに変換したのち、カウ
ントデータおよびＺ相状態情報および各パラメータを位
置・速度・電流などの制御用に、またＣＳデータはモー
タ励磁用として使用される。
【００２８】次にＺ信号変換回路１７について図６，図
７を用いて動作説明をする。図６において、Ｚ相レベル
検出回路６１はシリアルデータの伝送周期ごとにＺ相の
“Ｈ”，“Ｌ”を検出する回路である。Ｚ相通過検出回
路６２はシリアルデータの伝送周期内でのＺ相の変化を
検出し、周期内でＺ相が通過したかどうかを検出する回
路である。カウント変化量検出回路６３はシリアルデー
タの伝送周期ごとにカウンタデータの変化量を検出する
回路であり、変化量が所定量以下の場合上記Ｚ相通過検
出回路のＺ相通過情報のキャンセルをする。データシフ
ト回路６４は、上記Ｚ相レベル検出回路とＺ相通過検出
回路よりＺ相状態情報Ｚ１，Ｚ０信号を生成する回路で
ある。ここでＺ相状態情報２ビットＺ１，Ｚ０の内、Ｚ
１は１フレーム前のＺ相の“Ｈ”，“Ｌ”またはＺ相
“通過あり”，“通過なし”を“１”，“０”で示し、
Ｚ０は今のフレームでのＺ相の“Ｈ”，“Ｌ”またはＺ
相“通過あり”，“通過なし”を“１”，“０”で示
す。
７を用いて動作説明をする。図６において、Ｚ相レベル
検出回路６１はシリアルデータの伝送周期ごとにＺ相の
“Ｈ”，“Ｌ”を検出する回路である。Ｚ相通過検出回
路６２はシリアルデータの伝送周期内でのＺ相の変化を
検出し、周期内でＺ相が通過したかどうかを検出する回
路である。カウント変化量検出回路６３はシリアルデー
タの伝送周期ごとにカウンタデータの変化量を検出する
回路であり、変化量が所定量以下の場合上記Ｚ相通過検
出回路のＺ相通過情報のキャンセルをする。データシフ
ト回路６４は、上記Ｚ相レベル検出回路とＺ相通過検出
回路よりＺ相状態情報Ｚ１，Ｚ０信号を生成する回路で
ある。ここでＺ相状態情報２ビットＺ１，Ｚ０の内、Ｚ
１は１フレーム前のＺ相の“Ｈ”，“Ｌ”またはＺ相
“通過あり”，“通過なし”を“１”，“０”で示し、
Ｚ０は今のフレームでのＺ相の“Ｈ”，“Ｌ”またはＺ
相“通過あり”，“通過なし”を“１”，“０”で示
す。
【００２９】図７（ａ）はＺ相レベル検出回路とデータ
シフト回路の動作を示した図であり、シリアルデータの
１フレームごとにＡ，Ｂ，Ｚ相出力が変化したときのＺ
信号変換状態を示している。ｈ点ではＺ相が“Ｌ”のた
めデータシフト回路の出力Ｚ１，Ｚ０は０，０、ｉ点で
はＺ相が“Ｈ”のためＺ１，Ｚ０は０，１、ｊ点ではＺ
相が“Ｈ”のためＺ１，Ｚ０は１，１、ｋ点ではＺ相は
“Ｌ”のためＺ１，Ｚ０は１，０となる。
シフト回路の動作を示した図であり、シリアルデータの
１フレームごとにＡ，Ｂ，Ｚ相出力が変化したときのＺ
信号変換状態を示している。ｈ点ではＺ相が“Ｌ”のた
めデータシフト回路の出力Ｚ１，Ｚ０は０，０、ｉ点で
はＺ相が“Ｈ”のためＺ１，Ｚ０は０，１、ｊ点ではＺ
相が“Ｈ”のためＺ１，Ｚ０は１，１、ｋ点ではＺ相は
“Ｌ”のためＺ１，Ｚ０は１，０となる。
【００３０】図７（ｂ）はＺ相通過検出回路とカウント
変化量検出回路とデータシフト回路の動作を示した図で
あり、シリアルデータの１フレーム内でＡ，Ｂ，Ｚ相出
力が変化したときのＺ信号変換状態を示している。ｍ点
ではＺ相通過検出回路によりＺ相が通過したと検出する
がカウント変化量検出回路によりカウント値が変化して
いないため位置が元に戻ったことになり、よって、“通
過”情報はキャンセルされＺ１，Ｚ０は０，０となる。
一方Ｏ点ではＺ相通過検出回路によりＺ相が通過したと
検出し、またカウント変化量検出回路ではカウント値が
変化しているため“通過”情報はキャンセルせずにＺ
１，Ｚ０は０，１となる。ここでＺ相が通過したときは
カウント変化量は必ず３以上であるため、変化量検出回
路の判定はカウント変化量２以下はキャンセル、変化量
３以上はキャンセルなしとなる。
変化量検出回路とデータシフト回路の動作を示した図で
あり、シリアルデータの１フレーム内でＡ，Ｂ，Ｚ相出
力が変化したときのＺ信号変換状態を示している。ｍ点
ではＺ相通過検出回路によりＺ相が通過したと検出する
がカウント変化量検出回路によりカウント値が変化して
いないため位置が元に戻ったことになり、よって、“通
過”情報はキャンセルされＺ１，Ｚ０は０，０となる。
一方Ｏ点ではＺ相通過検出回路によりＺ相が通過したと
検出し、またカウント変化量検出回路ではカウント値が
変化しているため“通過”情報はキャンセルせずにＺ
１，Ｚ０は０，１となる。ここでＺ相が通過したときは
カウント変化量は必ず３以上であるため、変化量検出回
路の判定はカウント変化量２以下はキャンセル、変化量
３以上はキャンセルなしとなる。
【００３１】このようにＺ相状態情報を２ビットにし、
かつ現在のフレームと１つ前のフレームの２フレームの
状態を情報化することにより、ノイズなどによるデータ
抜けに対しても前・後のシリアルデータで情報の判別が
できる。
かつ現在のフレームと１つ前のフレームの２フレームの
状態を情報化することにより、ノイズなどによるデータ
抜けに対しても前・後のシリアルデータで情報の判別が
できる。
【００３２】以上のような構成により、カウントデータ
やコミュテーションデータ，Ｚ相情報，ロータリーエン
コーダのパラメータや装着するモータなどのパラメータ
をシリアル伝送することにより信号数を１回線にでき、
機器の配線工数の削減や信号線の断線に対して信頼性を
向上させることができる。
やコミュテーションデータ，Ｚ相情報，ロータリーエン
コーダのパラメータや装着するモータなどのパラメータ
をシリアル伝送することにより信号数を１回線にでき、
機器の配線工数の削減や信号線の断線に対して信頼性を
向上させることができる。
【００３３】また、Ａ，Ｂ相のカウントデータおよびＺ
相情報を２ビットで伝送することにより、上位システム
との間にてシリアルデータが外来ノイズにより受信ミス
になっても次のデータを正常受信すれば正規の情報が得
られるため、信頼性の高い省配線システムが構築でき
る。
相情報を２ビットで伝送することにより、上位システム
との間にてシリアルデータが外来ノイズにより受信ミス
になっても次のデータを正常受信すれば正規の情報が得
られるため、信頼性の高い省配線システムが構築でき
る。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明はＡ相，Ｂ相，Ｚ
相，ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３信号，ロータリーエンコー
ダのパラメータや装着するモータなどのパラメータをシ
リアル伝送することにより、従来１４本必要としていた
信号線の数を４本にまで削減することができ、量産性の
向上と信頼性の高いロータリーエンコーダを実現でき
る。
相，ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３信号，ロータリーエンコー
ダのパラメータや装着するモータなどのパラメータをシ
リアル伝送することにより、従来１４本必要としていた
信号線の数を４本にまで削減することができ、量産性の
向上と信頼性の高いロータリーエンコーダを実現でき
る。
【図１】本発明の一実施例におけるロータリーエンコー
ダ構成図
ダ構成図
【図２】本発明の一実施例における方向弁別回路の動作
説明図
説明図
【図３】本発明の一実施例における初期値検出回路の動
作説明図
作説明図
【図４】本発明の一実施例におけるアップダウンカウン
タの動作説明図
タの動作説明図
【図５】本発明の一実施例におけるシリアルデータ構成
図
図
【図６】本発明の一実施例におけるＺ信号変換回路の構
成図
成図
【図７】本発明の一実施例におけるＺ信号変換回路の動
作説明図
作説明図
【図８】従来のロータリーエンコーダ構成図
【図９】従来のロータリーエンコーダ動作波形図
【符号の説明】
１１ 原信号出力部
１２ 方向弁別回路
１３ アップダウンカウンタ
１４ 初期値検出回路
１５ パラメータ記憶回路
１６ データラッチ回路
１７ Ｚ信号変換回路
１８ パラレルシリアル変換回路
１９ 双方向性バッファ回路
２０ 電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路
６１ Ｚ相レベル検出回路
６２ Ｚ相通過検出回路
６３ カウント変化量検出回路
６４ データシフト回路
８１ 発光素子
８２ 回転スリット板
８３ 受光素子
８４ 波形整形回路
８５ 信号伝送回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01D 5/00 - 5/62
G01B 7/00 - 7/34
Claims (4)
- 【請求項１】互いに９０度位相差を有するＡ，Ｂ２相の
インクリメンタル信号と、１回転中の原点を示す基準信
号Ｚと、３相ＡＣサーボモータの相励磁切り替え信号
（コミュテーション信号）ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３相と
を出力する原信号出力部と、エンコーダ主電源のオン，
オフ状態を検出する電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路と、Ａ，
Ｂ２相の変化エッジを検出しＡ，Ｂ２相の位相によりカ
ウントアップパルスおよびダウンパルスを出力する方向
弁別回路と、前記電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路の出力によ
りカウント初期データをプリロードし前記方向弁別回路
の出力パルスをカウントするアップ・ダウンカウンタ
と、Ａ，Ｂ２相のレベルにより前記アップ・ダウンカウ
ンタにプリロードする初期データを出力する初期値検出
回路と、前記原信号出力部からのＺ相およびＣＳ１，Ｃ
Ｓ２，ＣＳ３相と前記アップ・ダウンカウンタからのデ
ータをラッチするデータラッチ回路と、前記原信号出力
からのＺ相をサンプリングしてＺ相の状態を出力するＺ
信号変換回路と、外部からのシリアル信号の命令によっ
て、ロータリーエンコーダのパルス数や極数や認識番号
などのエンコーダのパラメータと、装着するモータなど
の機器の番号や誘起電圧定数や慣性モーメントや粘性計
数やそれらの温度係数などのモータなどの機器のパラメ
ータを、ＲＯＭもしくは電気的に書き換え可能なＲＯＭ
もしくは不揮発性のＲＡＭもしくは電池でバックアップ
したＲＡＭに書き込み記憶する回路と、外部からのシリ
アル信号の命令によって、前記データラッチ回路から出
力されるカウントデータ、ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３相と
前記Ｚ相信号変換回路から出力されるデータと、ロータ
リーエンコーダのパラメータとモータなどの機器のパラ
メータとを切り替えてシリアルデータに変換し出力する
パラレルシリアル変換回路と、双方向のシリアル通信の
変換回路を備えたロータリーエンコーダ。 - 【請求項２】シリアルデータの周期に同期してＺ相の状
態を検出するＺ相レベル検出回路と、シリアルデータの
周期内での原信号出力部のＺ相の状態を検出するＺ相通
過検出回路と、シリアルデータの周期ごとのアップ・ダ
ウンカウンタの変化量を検出し変化量が設定値以下の場
合は前記Ｚ相通過検出回路の通過情報をキャンセルする
カウント変化量検出回路と、前記Ｚ相レベル検出回路と
Ｚ相通過検出回路よりＺ相の状態情報を２ビットで出力
するデータシフト回路からなるＺ信号変換回路を備えた
請求項１記載のロータリーエンコーダ。 - 【請求項３】Ｚ相の状態情報２ビットはシリアルデータ
の現在の周期で検出したＺ相の状態０／１と１つ前の周
期で検出した状態０／１より構成されている請求項１ま
たは請求項２記載のロータリーエンコーダ。 - 【請求項４】カウント変化量が２以下の場合はＺ相通過
情報をキャンセルするようにしたカウント変化量検出回
路を備えた請求項１または請求項２記載のロータリーエ
ンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15589995A JP3362558B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | ロータリーエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15589995A JP3362558B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | ロータリーエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095114A JPH095114A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3362558B2 true JP3362558B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=15615950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15589995A Expired - Fee Related JP3362558B2 (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | ロータリーエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3362558B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6937169B2 (en) | 2003-04-23 | 2005-08-30 | Mitutoyo Corporation | Data transmitting/receiving method and device for encoder |
| JP4624226B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2011-02-02 | 東洋電機株式会社 | リニアスケール用信号伝送装置 |
| JP6124132B2 (ja) | 2013-07-26 | 2017-05-10 | 村田機械株式会社 | リモートコントロール装置の受信機 |
-
1995
- 1995-06-22 JP JP15589995A patent/JP3362558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH095114A (ja) | 1997-01-10 |
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