JPS62277818A - Rotary encoder - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
(産業上の利用分野〕
本発明は、2P極(Pは1以上の整数)の3相ブラシレ
スモータ(3相ACサーボモータ)の回転位置検出用と
して好適なロータリーエンコーダに関する。Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is directed to the rotational position of a 2P pole (P is an integer of 1 or more) 3-phase brushless motor (3-phase AC servo motor). The present invention relates to a rotary encoder suitable for detection.
3相ACサーボモータにおける回転位置を検出する場合
においては、ワークの位置検出信号のみならず、モータ
駆動用の位置検出信号を必要としている。When detecting the rotational position of a three-phase AC servo motor, not only a position detection signal of the workpiece but also a position detection signal for driving the motor is required.
モータ駆動用の位置検出信号は、駆動電流波形を歪の少
ない正弦波とするために1回転当りの分割信号数を多く
必要とし、またモータコイルに対して絶対位置の情報と
なっていなければならない。The position detection signal for motor drive requires a large number of divided signals per rotation in order to make the drive current waveform a sine wave with little distortion, and must also provide absolute position information with respect to the motor coil. .
従って位置検出器としてはレゾルバまたはアブソリュー
ト(以後ABSと略す)エンコーダが使用されていた。Therefore, a resolver or an absolute (hereinafter abbreviated as ABS) encoder has been used as a position detector.
しかしながらレゾルバおよびABSエンコーダには次に
述べる欠点がある。すなわち、レゾルバにおいては、レ
ゾルバ単体のアナログ信号を位置情報としてのデジタル
信号に変換するレゾルバ・デジタル変換器を含む信号処
理回路を必要とするが、この信号処理回路の存在によっ
て装置の構成が複雑でかつ高価格なものとなる。またA
BSエンコーダでは、分割信号数の増加に伴い外形が大
きくなり、検出素子および信号線も多くなるので。However, resolvers and ABS encoders have the following drawbacks. In other words, a resolver requires a signal processing circuit including a resolver-to-digital converter that converts the analog signal of the resolver into a digital signal as position information, but the presence of this signal processing circuit complicates the configuration of the device. And it is expensive. Also A
In a BS encoder, as the number of divided signals increases, the external size becomes larger, and the number of detection elements and signal lines also increases.
装置が大型化する上、レゾルバ同様高価格なものとなる
。In addition to increasing the size of the device, it is also expensive like a resolver.
これに対してインクリメンタル(以後INCと略す)エ
ンコーダは、処理回路が比較的簡単で外形も大きくなら
ず、コスト的に非常に有利となる。On the other hand, an incremental (hereinafter abbreviated as INC) encoder has a relatively simple processing circuit, does not have a large external size, and is very advantageous in terms of cost.
しかし得られる信号が絶対位置信号ではないのひ、この
点で不具合を生じる。すなわち定常回転時にはゼロ信号
(INCエンコーダに内蔵)を基準としてカウントを行
なうことから格別支障は生じないが、初期起動時におい
て不具合を生ずる。このためINCエンコーダ内部にバ
ッテリ、カウンタ等を内蔵して絶対位置を記憶させてい
るものもあるが、バッテリの寿命を考えるとACサーボ
モータの大きな利点であるメンテナンスフリー特性の優
位性が保てない。However, since the signal obtained is not an absolute position signal, a problem arises in this respect. That is, during steady rotation, counting is performed based on the zero signal (built into the INC encoder), so no particular problem occurs, but a problem occurs during initial startup. For this reason, some INC encoders have a built-in battery, counter, etc. to memorize the absolute position, but considering the battery life, the main advantage of AC servo motors, which is maintenance-free characteristics, cannot be maintained. .
そこで本発明は、構成が簡単で小型かつ安価に製作可能
な上、絶対位置情報が容易に得られ、初期起動を支障な
く行なうことができ、しかも保守も容易で、3相ACサ
ーボモータの位置検出用として極めて好適なロータリー
エンコーダを提供することを目的とする。Therefore, the present invention has a simple configuration, can be manufactured in a small size and at low cost, can easily obtain absolute position information, can perform initial startup without any trouble, is easy to maintain, and can be used to position a three-phase AC servo motor. It is an object of the present invention to provide a rotary encoder that is extremely suitable for detection.
本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。すなわち、正弦波駆動に十分な
数の分割数をもつINCエンコーダと、各種サーボモー
タを反トルクなく駆動するに足る分割数の信号を発生す
るABSエンコーダとによってロータリーエンコーダを
構成した。In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention takes the following measures. That is, a rotary encoder is constructed by an INC encoder having a sufficient number of divisions for sine wave driving and an ABS encoder that generates a signal having a division number sufficient to drive various servo motors without counter torque.
なおABSエンコーダとしては、工作が容易な回転板お
よび6個の位置検出器によって構成され、各位置検出器
が、モータの極数に応じた電気角位置で、かつ各検出器
相互の間隔が十分開くように配設されたものを用いるの
が望ましい。The ABS encoder consists of a rotary plate that is easy to work with and six position detectors. Each position detector has an electrical angle position that corresponds to the number of poles of the motor, and the distance between each detector is sufficient. It is desirable to use one that is arranged to open.
〔作用)
このような手段を講じたことにより、サーボモータの初
期起動時にはABSエンコーダから駆動信号が発生し、
INCエンコーダのゼロ信号発生時点からはINCエン
コーダからの位置信号がモータ駆動信号となるので、小
型で廉価なACサーボモータ用のロータリーエンコーダ
が得られる。[Operation] By taking such measures, a drive signal is generated from the ABS encoder at the initial startup of the servo motor,
Since the position signal from the INC encoder becomes the motor drive signal from the time when the zero signal of the INC encoder is generated, a small and inexpensive rotary encoder for an AC servo motor can be obtained.
第1図は本発明の一実施例を示す断面図である。 FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
図に示すようにエンコーダ本体におけるケース1の底壁
と蓋2とには、それぞれ回転軸3を支承するための軸受
4a、4bが圧入されている。点線部5はINCエンコ
ーダであり、回転軸3の回転に伴い分割数の多い2相パ
ルスと、1回転に1パルスの割合で発生するゼロ信号パ
ルスとを出力する。INCエンコーダ5の固定側はケー
ス1.蓋2の内側面または基板6に固定されて−いる。As shown in the figure, bearings 4a and 4b for supporting a rotating shaft 3 are press-fitted into the bottom wall of a case 1 and a lid 2 of the encoder body, respectively. The dotted line section 5 is an INC encoder, which outputs two-phase pulses divided into many parts as the rotating shaft 3 rotates, and zero signal pulses generated at a rate of one pulse per rotation. The fixed side of the INC encoder 5 is case 1. It is fixed to the inner surface of the lid 2 or to the substrate 6.
、7はスラスト方向く図中左右方向)にN−8極が11
された位置検出器構成要素としてのマグネツ1〜であり
、ケース1の底壁内面および周壁内面にわたって配設さ
れた円筒状のヨーク8上に固着されている。ヨーク8と
、このヨーク8の端部にその一部を結合された前記基板
6とは、マグネット7の磁路を形成するように、共に強
磁性材によって作られている。基板6のマグネット対向
面にはe 11層を介してエツチング加工された銅箔が
被着されている。この銅箔上には位置検出器構成要素と
しての磁気センサ9が円周方向に6g配設されている。, 7 is the thrust direction (horizontal direction in the figure) and the N-8 pole is 11.
The magnets 1 to 1 serve as position detector components, and are fixed on a cylindrical yoke 8 disposed over the inner surface of the bottom wall and the inner surface of the peripheral wall of the case 1. The yoke 8 and the substrate 6, which is partially coupled to the end of the yoke 8, are both made of ferromagnetic material so as to form a magnetic path for the magnet 7. On the surface of the substrate 6 facing the magnet, an etched copper foil is adhered via an e11 layer. On this copper foil, 6 g of magnetic sensors 9 as position detector components are disposed in the circumferential direction.
これらの磁気センサ9とマグネット7との間に介在する
ように、回転板10が取付部材11を介して固定され、
回転軸3と一体的に回転するものとなっている。回転板
1oは例えば防錆加工された鋼板等の強磁性材にて形成
されており、その外周部には後述するように切欠きが設
けてあり、この切欠きの有無によってマグネット7の磁
気回路の磁気抵抗を変化させるものとなっている。磁気
センサ9はこの磁気抵抗の変化を検出して電気信号とし
て出力する。6個のセンサ9の配役位置と回転板10の
切欠き幅は、回転軸3にカップリングされるモータの種
数によって異なる。以下の本実施例の説明では、接続す
るACサーボモータが4極の場合について説明する。A rotary plate 10 is fixed via a mounting member 11 so as to be interposed between the magnetic sensor 9 and the magnet 7,
It rotates integrally with the rotating shaft 3. The rotating plate 1o is made of a ferromagnetic material such as a rust-proofed steel plate, and has a notch in its outer circumference as described later. This changes the magnetic resistance of the magnet. The magnetic sensor 9 detects this change in magnetic resistance and outputs it as an electrical signal. The placement positions of the six sensors 9 and the notch width of the rotary plate 10 differ depending on the number of motors coupled to the rotary shaft 3. In the following description of this embodiment, a case will be described in which the connected AC servo motor has four poles.
第2図(a)は回転板10の平面図である。凸部10a
、10c、凹部10b、10dの開角はそれぞれ900
であり、電気角では180°に相当する。記号10eは
取付部材11に嵌合するための孔である。FIG. 2(a) is a plan view of the rotary plate 10. Convex portion 10a
, 10c, and the opening angles of the recesses 10b and 10d are each 900
, which corresponds to 180° in electrical angle. Symbol 10e is a hole for fitting the mounting member 11.
第2図(b)は基板6をマグネット側から見た平面図で
ある。5a、6b、6cはヨーク8に取付けるための取
付孔である。9a〜9fは磁気センサであり、それぞれ
の開角は交互に45°。FIG. 2(b) is a plan view of the substrate 6 viewed from the magnet side. 5a, 6b, and 6c are mounting holes for mounting on the yoke 8. 9a to 9f are magnetic sensors, each having an alternating opening angle of 45°.
75’ (1!気角で906.150°)となってい
る。75' (1! 906.150° in air angle).
第3図は、回転板10が第2図(a)の矢印へ方向に回
転した時の回転板10と磁気センサ9との相対位置を示
す図である。すなわち第3図は、回転板10と各センサ
9a〜9fを回転方向に展開した図で、第2図(a>、
(b)での位置で対向した時の配置である。各センサ9
a〜9fは斜線を施した回転板10の凸部10a、IO
Cと対向するとHレベルの信号を出力し、凹部10b。FIG. 3 is a diagram showing the relative positions of the rotary plate 10 and the magnetic sensor 9 when the rotary plate 10 rotates in the direction of the arrow in FIG. 2(a). That is, FIG. 3 is a diagram in which the rotating plate 10 and each sensor 9a to 9f are expanded in the rotation direction, and FIG. 2 (a>,
This is the arrangement when facing each other at the position shown in (b). Each sensor 9
a to 9f are hatched convex portions 10a and IO of the rotary plate 10;
When facing C, it outputs an H level signal, and the recess 10b.
10dと対向するとLレベルの信号を出力する。When facing 10d, it outputs an L level signal.
図示の位置から回転板10が矢印へ方向に移動(回転)
すると、15″ <電気角300)毎に4ケ所の凸部と
凹部の境界が、各センサ9a〜9fのいずれかと対向す
る。したがって各センサ9a〜9fは、このときの磁束
の変化を検知し、その出力信号はH,Lレベルが反転し
たものとなる。The rotating plate 10 moves (rotates) in the direction of the arrow from the illustrated position.
Then, the boundaries between the convex portions and the concave portions at four locations face one of the sensors 9a to 9f every 15''<300 electrical angles.Therefore, each sensor 9a to 9f detects the change in magnetic flux at this time. , the output signal has the H and L levels inverted.
第4図は回転板10が矢印へ方向に1800(電気角3
60’)移動した時の各センサの出力を示す。第4図に
おいて、波形12a〜12fはセンサ9a〜9fに対応
している。図示の如く、電気角300毎にいずれか一つ
の波形の信号のH2Lレベルのみが反転している信号(
グレイ信号)どなるので、波形変換を行なう時に誤信号
を発生させない。波形12a〜12fからは、電気角○
°〜360°間に12種類の信号が判別できる。FIG.
60') Shows the output of each sensor when moving. In FIG. 4, waveforms 12a-12f correspond to sensors 9a-9f. As shown in the figure, the signal (
gray signal), so no erroneous signals are generated when performing waveform conversion. From waveforms 12a to 12f, electrical angle ○
Twelve types of signals can be discriminated between 360° and 360°.
これらの信号をモータ起動時の駆動用位置信号とするた
めに、波形変換を行なう。この場合、モータ用の駆動信
号(120°または180°通電信号)を直接発生させ
る方法と、INCエンコーダ5の2相パルスから形成さ
れるバイナリイ信号の上位ビット分を発生させる方法と
がある。Waveform conversion is performed to convert these signals into driving position signals when starting the motor. In this case, there are two methods: one is to directly generate a motor drive signal (120° or 180° energization signal), and the other is to generate the upper bits of a binary signal formed from the two-phase pulses of the INC encoder 5.
第5図の信号波形138〜13dは後者の信号波形を表
わしている。また信号波形13c、13d、13eは前
者の120’通電信号の波形である。これらの波形はR
OMまたは簡単なロジック回路によって得られる。ロジ
ック回路によって得る場合の一例を示すと、信号波形1
2a〜12fに対応する論理変数をP1〜P6.信号波
形138〜13eに対応する論理変数をQ1〜Q5とす
ると、論理式は
Q2 =P1 − Ps +P3 ・ Ps +
Ps 弗 PIQ3−Ps ・ Ps
Q4 −Pi ・ Ps
Qs −Ps ・ Pi
となる(ただし■:排他的論理和)。したがって、上式
を満足するロジック回路を組めばよい。Signal waveforms 138 to 13d in FIG. 5 represent the latter signal waveforms. Further, signal waveforms 13c, 13d, and 13e are the waveforms of the former 120' energization signal. These waveforms are R
Obtained by OM or simple logic circuits. To show an example of the case obtained by a logic circuit, signal waveform 1
Logical variables corresponding to 2a to 12f are set to P1 to P6. If the logical variables corresponding to signal waveforms 138 to 13e are Q1 to Q5, the logical formula is Q2 = P1 - Ps + P3 · Ps +
Ps 弗 PIQ3-Ps · Ps Q4 - Pi · Ps Qs - Ps · Pi (However, ■: Exclusive OR). Therefore, it is sufficient to construct a logic circuit that satisfies the above equation.
以上述べた如く、マグネット71′3よび6個の磁気セ
ンサ9からなる位置検出器と、回転板10とによって構
成される簡易なABSエンコーダによって、電気角30
’毎の絶対位置信号が得られる。As described above, the electric angle 30
An absolute position signal is obtained every '.
このように、モータ起動に最低限必要な絶対位置情報が
得られるので、1ml投入とと同時に起動したモータは
、INCエンコーダ5においてゼロ信号が得られるまで
、ABSエンコーダによって運転される。そして、IN
cエンコーダ5からゼロ信号が発生すると、INCエン
コーダ5の2相信号から1@られる情報によって正弦波
駆動が行なわれ、定常運転状態となる。なお正弦波駆動
ではなく、台形波駆動を行なう場合においては、ABS
エンコーダからの情報のみでそのまま駆動することもで
きる。In this way, the minimum absolute position information necessary for starting the motor is obtained, so the motor started at the same time as 1 ml is injected is operated by the ABS encoder until a zero signal is obtained at the INC encoder 5. And IN
When a zero signal is generated from the c encoder 5, sine wave driving is performed based on the information received from the two-phase signal of the INC encoder 5, and a steady operating state is established. Note that when performing trapezoidal wave driving instead of sine wave driving, the ABS
It can also be driven directly using only the information from the encoder.
ところで位置検出用の磁気センサ9a〜9fの配置開角
は、前述したように3相モータの場合は基本的には電気
角にて30°間隔で6個配置すればよく、必要な情報が
グレイ信号で得られる。すなわち、モータの極数が2極
であれば306、また4極であれば15°間隔に配置す
ればよい。 ”しかしエンコーダを、より小型に構成
するには各センサの開角がなるべく大きい方がよく、ま
た精度が出しやすい。従って本発明の構成では、各セン
サにおける開角を60″近傍または60’以上となるよ
うにセンサの位相転移を行なっている。By the way, as for the arrangement opening angle of the magnetic sensors 9a to 9f for position detection, as mentioned above, in the case of a three-phase motor, basically it is sufficient to arrange six pieces at intervals of 30 degrees in electrical angle, and the necessary information can be grayed out. Obtained by signal. That is, if the number of poles of the motor is two, the number of poles may be 306, and if the number of poles is four, the number of poles may be arranged at 15° intervals. "However, in order to make the encoder more compact, it is better to have the opening angle of each sensor as large as possible, and it is easier to achieve accuracy. Therefore, in the configuration of the present invention, the opening angle of each sensor should be around 60" or more than 60". The phase transition of the sensor is performed so that
これは回転板1oの切欠き角度分は開角が増減しても同
等の位置信号が得られることによる。This is because the same position signal can be obtained even if the opening angle increases or decreases by the notch angle of the rotary plate 1o.
モータが4極の場合の開角は、45°、60°。If the motor has 4 poles, the opening angles are 45° and 60°.
75°、75°以上の4通りの開角で配置を行なうこと
ができる。第2図(b)に示した例では75°、456
の開角を交互にとることで必要な信号を得ているが、4
極の場合における他のセンサ配置の配置例(変形例)を
以下説明する。The arrangement can be performed at four different opening angles: 75° and 75° or more. In the example shown in Figure 2(b), 75°, 456
The necessary signal is obtained by alternating the opening angle of 4.
Other arrangement examples (modifications) of sensor arrangement in the case of poles will be described below.
第6図(a)は、磁気センサ14(14a〜14 f
) (M;f!角ヲ、lLぞれ45°、60’ 。FIG. 6(a) shows the magnetic sensors 14 (14a to 14f).
) (M; f! Angle wo, lL are respectively 45° and 60'.
600.75°、60’ 、60°とした例であり、各
センサ14a〜14fの出力は、第4図の波形12a、
12f、12d、12b、12e、12C(ただしセン
サ14b〜14dの出力は反転している)となる。また
第6図(b)は、磁気センサ15 (15a 〜l 5
f)の開角を、それぞれ45’、60’ 、45°、6
0’ 45°。In this example, the angles are 600.75°, 60', and 60°, and the outputs of the sensors 14a to 14f are the waveforms 12a and 12a in FIG.
12f, 12d, 12b, 12e, and 12C (however, the outputs of the sensors 14b to 14d are inverted). Further, FIG. 6(b) shows the magnetic sensor 15 (15a to l5
f) opening angles of 45', 60', 45°, and 6, respectively.
0' 45°.
1056とした例であり、各センサ15a〜15fの出
力は、第4図の波形12a、12f、12d、12e、
12c、12b (ただしセンサ15b〜15eの出力
は反転している)となる。従って第6図(a)(b)の
センサ配置によっても所望の信号が得られる。1056, and the output of each sensor 15a to 15f is the waveform 12a, 12f, 12d, 12e,
12c, 12b (however, the outputs of the sensors 15b to 15e are inverted). Therefore, the desired signal can also be obtained with the sensor arrangement shown in FIGS. 6(a) and 6(b).
次に4橿以外のモータと接続する場合について説明する
。Next, the case of connecting to a motor other than the four-rod motor will be explained.
第7図(a)(b)はモータが6極の場合の第2実施例
を示す図で、同図(a)は回転板20の平面図、同図(
b)は磁気センサ21の配置を示している。同図(a)
に示す回転板2oは、第2図(a)の回転板10に対応
するもので、この場合は60’ <rt気角180’
)毎に切欠きを設けている。同図(b)に示すように、
各センサ21a〜21f間の5つの開角は各々50″と
なっている。各センサ21a〜21fの出力は、それぞ
れ第4図の波形12a、12b、12e、12f。7(a) and 7(b) are diagrams showing a second embodiment in which the motor has six poles, and FIG. 7(a) is a plan view of the rotary plate 20, and FIG.
b) shows the arrangement of the magnetic sensor 21. Figure (a)
The rotating plate 2o shown in FIG. 2(a) corresponds to the rotating plate 10 in FIG.
) A notch is provided for each. As shown in the same figure (b),
The five opening angles between the sensors 21a to 21f are each 50''.The outputs of the sensors 21a to 21f have waveforms 12a, 12b, 12e, and 12f in FIG. 4, respectively.
12C,12d <ただしセンサ21c、21dの出力
は反転している)となり、モータが4極の場合と同様に
モータ始動時に必要な絶対位置情報が得られる。12C, 12d <However, the outputs of the sensors 21c and 21d are inverted), and the absolute position information necessary for starting the motor can be obtained as in the case where the motor has four poles.
第8図(a)(b)はモータが8極の場合の第3実施例
を示す図で、同図(a)は回転板30の平面図、同図(
b)は磁気センサ31の配置を示している。同図(a)
に示す回転板30は、第2図<a>の回転板10に対応
するもので、この場合は45’ (電気角180’)
毎に切欠きを設けている。同図(b)に示すように、各
センサ31a〜31f間ノ開角は、52.5°、67.
5’が交互となっている。各センサ31a〜31fの出
力は、それぞれ第4図の波形12a、12f。8(a) and 8(b) are diagrams showing a third embodiment in which the motor has eight poles, and FIG. 8(a) is a plan view of the rotating plate 30, and FIG.
b) shows the arrangement of the magnetic sensor 31. Figure (a)
The rotary plate 30 shown in FIG. 2 corresponds to the rotary plate 10 in FIG.
A notch is provided for each. As shown in FIG. 3(b), the opening angle between each sensor 31a to 31f is 52.5°, 67°.
5' are alternated. The outputs of the sensors 31a to 31f have waveforms 12a and 12f in FIG. 4, respectively.
12e、12d、12c、12bとなり、必要な絶対位
置情報が得られる。なお8極の場合は、第8図(1))
のセンサ配置以外の配置においても絶対位置情報を得る
ことができる。12e, 12d, 12c, and 12b, and necessary absolute position information can be obtained. In the case of 8 poles, see Figure 8 (1))
Absolute position information can also be obtained with sensor arrangements other than the above.
第8図(c)<d)はそのセンサ配置例(変形例)であ
る。すなわち、第8図(C)は、各センサ32a〜32
f間の開角を、52.5°とした例であり、各センサ3
2a〜32fの出力は、第4図の波形12a、12d、
12c、12f。FIG. 8(c)<d) shows an example (modified example) of the sensor arrangement. That is, FIG. 8(C) shows that each sensor 32a to 32
This is an example in which the opening angle between f is 52.5°, and each sensor 3
The outputs of 2a to 32f are waveforms 12a, 12d, and 12d in FIG.
12c, 12f.
12e、12b、(ただしセンサ32b、32c。12e, 12b (however, sensors 32b, 32c).
32fの出力は反転している)となる。また第8図(d
)は、′各センサ33a〜33f間の各開角を、52.
5°、60’ 、52.5°。The output of 32f is inverted). Also, Figure 8 (d
) 'each opening angle between each sensor 33a to 33f is 52.
5°, 60', 52.5°.
5265°、67.5’、75’とした例であり、各セ
ンサ33a〜33fの出力は、第4図の波形12a、’
12d、12f、12e、12b、12C(ただしセン
サ33b〜33d、33fの出力は反転している)とな
る。5265°, 67.5', and 75', and the outputs of the respective sensors 33a to 33f are waveforms 12a and 12' in FIG.
12d, 12f, 12e, 12b, and 12C (however, the outputs of the sensors 33b to 33d and 33f are inverted).
以上述べた如く、対応するモータが2・P極(Pは正整
数)である場合は、回転板に180゜/P (II電気
角1806)毎に切欠きを設け、対向する6個のセンサ
の配役位置においては、基本的には30’ /P (電
気角30°)づつ離間させて配置するセンサを0回相転
移(撮械角でn×180°/P、N気角でnx180°
、nは整数でO≦n<2P>させて、6藺の開角が60
’−30°/P、60°、60’ +30” /Ptた
はそれ以上となるように配置することによって、エンコ
ーダの径を小さく、また誤差信号が生じないグレイ信号
を発生させることができる。As mentioned above, if the corresponding motor has 2 P poles (P is a positive integer), cutouts are provided in the rotary plate every 180°/P (II electrical angle 1806), and six sensors facing each other are provided. Basically, the sensors are spaced apart by 30'/P (30 degrees in electrical angle) and have a phase transition of 0 times (n x 180 degrees/P in mechanical angle, n x 180 degrees in air angle).
, n is an integer and O≦n<2P>, and the opening angle of 6 lines is 60
By arranging the encoder so that the angle is '-30°/P, 60°, 60'+30''/Pt or more, it is possible to reduce the diameter of the encoder and generate a gray signal that does not generate an error signal.
上述した実施例のロータリーエンコーダを用いてACサ
ーボモータの位置検知を行なうことによって、定常運転
時には高分解能の位置情報が得られ、かつ簡易な絶対位
置検知手段によって、起動待の不都合を解消できる。ま
た、複雑な構成の信号処理回路等を必要としないので小
型で安価なロータリーエンコーダとなる。By detecting the position of the AC servo motor using the rotary encoder of the above-described embodiment, high-resolution position information can be obtained during steady operation, and the inconvenience of waiting for startup can be solved by using a simple absolute position detection means. Further, since a complicated signal processing circuit or the like is not required, the rotary encoder becomes small and inexpensive.
なお本発明は前記実施例に限定されるものではない。例
えば前記実施例では、位置検出器としてマグネットと6
個の磁気センサを用いたが、要は回転板10の物理特性
の変化を検知できればよいので、例えば回転板10が光
学的に濃淡のある板である場合には、センサとしてフォ
トカブラ等を用いればよい。また回転板10がアルミニ
ウム等の金属板である場合には、センサとして空芯コイ
ルによる近接スイッチ等を用いればよい。これらは対応
する環境等に応じて適宜選定すればよい。Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, a magnet and 6
Although we used several magnetic sensors, it is sufficient to detect changes in the physical characteristics of the rotary plate 10. For example, if the rotary plate 10 is a plate with optical shading, a photocoupler or the like may be used as the sensor. Bye. Further, when the rotating plate 10 is a metal plate such as aluminum, a proximity switch using an air-core coil or the like may be used as the sensor. These may be selected as appropriate depending on the corresponding environment.
このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。It goes without saying that various other modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明によれば、正弦波駆動に十分な数の分割数をもつ
INCエンコーダと、各種サーボモータを反トルクなく
駆動するに足る分割数の信号を発生するABSエンコー
ダとによってロータリーエンコーダを構成したので、構
成が簡単で小型かつ安価に製作可能な上、絶対位置情報
が容易に得られ、初期起動を支障なく行なうことができ
、しかも保守も容易で3相ACサーボモータの位置検出
用として極めて好適なロータリーエンコーダを提供でき
る。According to the present invention, a rotary encoder is configured by an INC encoder having a sufficient number of divisions for sine wave driving and an ABS encoder that generates a signal having a division number sufficient to drive various servo motors without counter torque. It has a simple configuration, can be manufactured compactly and at low cost, can easily obtain absolute position information, can perform initial startup without any trouble, and is easy to maintain, making it extremely suitable for position detection of 3-phase AC servo motors. We can provide a rotary encoder with a wide range of functions.
第1図〜第6図(a)(b)は本発明のロータリーエン
コーダの第1実施例を示す図で、第1図は横断面図、第
2図(a>は回転板の平面図、第2図(b)は位置検出
用の磁気センサの配置図、第3図は回転板と磁気センサ
の相対位置を表わす平面展開図、第4図は各磁気センサ
の出力波形図、烹5図は波形変換された信号波形図、第
6図(a)(b)は磁気センサの変形配置図である。第
7図(a>(b)は本発明の第2実施例を示す図で、同
図(a)は回転板の平面図、同図(b)は磁気センサの
配置図である。第8図(a)(b)(c)((j)は本
発明の第3実施例を示す図で、同図(a)は回転板の平
面図同図、(1))は磁気センサの配置図、同図(c>
(lは磁気センサの変形配置図である。
1・・・ケース、3・・・回転軸、5・・・INCエン
コーダ、7・・・マグネット、8・・・ヨーク、10,
20゜30・・・回転板、9 (9a 〜9f)、14
(14a〜14f)、15 (15a 〜15f)
、21(21a 〜21f)、31 (31a 〜3
1f>。
32 (32a 〜32f)、33 (33a 〜
33f)・・・位置検出用の磁気センサ。
出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦
第1図
ら
(a) (b)
箪9図
第5図
(a) (b)
(a)
(b)
第7図
(a)
(C)
第8r
(b)
ら
(d)Figures 1 to 6 (a) and (b) are diagrams showing a first embodiment of the rotary encoder of the present invention, in which Figure 1 is a cross-sectional view, Figure 2 (a> is a plan view of the rotary plate, Fig. 2(b) is a layout diagram of magnetic sensors for position detection, Fig. 3 is a plan development view showing the relative position of the rotary plate and the magnetic sensor, Fig. 4 is an output waveform diagram of each magnetic sensor, and Fig. 5 6(a) and 6(b) are diagrams showing a modified arrangement of the magnetic sensor. FIG. 7(a>(b) is a diagram showing a second embodiment of the present invention. 8(a) is a plan view of the rotating plate, and FIG. 8(b) is a layout diagram of the magnetic sensor. (a) is a plan view of the rotating plate, (1)) is a layout diagram of the magnetic sensor, and (c>
(L is a modified layout diagram of the magnetic sensor. 1... Case, 3... Rotating shaft, 5... INC encoder, 7... Magnet, 8... Yoke, 10,
20°30... Rotating plate, 9 (9a to 9f), 14
(14a-14f), 15 (15a-15f)
, 21 (21a to 21f), 31 (31a to 3
1f>. 32 (32a ~ 32f), 33 (33a ~
33f)...Magnetic sensor for position detection. Applicant Sub-Agent Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 et al. (a) (b) Figure 9 Figure 5 (a) (b) (a) (b) Figure 7 (a) (C) Figure 8r (b) et al (d)
Claims (2)
ータに接続するロータリーエンコーダにおいて、エンコ
ーダ本体と、このエンコーダ本体のケースに設けた軸受
に支承されモータとカップリングされる回転軸と、この
回転軸に軸着されたインクリメンタルエンコーダと、こ
のインクリメンタルエンコーダと同軸に装設され前記回
転軸が1/P回転するごとに12種類の位置信号を出力
するアブソリュートエンコーダと、前記位置信号を所定
形式の信号に変換する信号変換手段とを具備したことを
特徴とするロータリーエンコーダ。(1) In a rotary encoder connected to a 2P pole (P is an integer greater than or equal to 1) three-phase brushless motor, there is an encoder body, a rotating shaft supported by a bearing provided in the case of the encoder body, and coupled to the motor. , an incremental encoder mounted on the rotating shaft, an absolute encoder installed coaxially with the incremental encoder and outputting 12 types of position signals every 1/P rotation of the rotating shaft, and a predetermined position signal. 1. A rotary encoder comprising: signal converting means for converting into a signal of a different format.
180°/P毎に交互に物理特性が変化する回転板と、
この回転板の物理特性変化を検出するように、エンコー
ダ本体のケースに固定された基板上に所定位置から(m
+6n)×30°/P(m、nはそれぞれ整数で0≦m
≦5、0≦n<2P)の角度で、かつそれぞれ6ケ所の
隣接開角のうち少なくとも5ケ所が60°または60°
±30°/Pとなる位置に、前記回転板と対向して配設
された6個の位置検出器とによって構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のロータリーエ
ンコーダ。(2) The absolute encoder includes a rotating plate that is attached to the rotating shaft and whose physical characteristics change alternately every 180°/P.
In order to detect changes in the physical characteristics of this rotating plate, a
+6n) x 30°/P (m and n are each integers, 0≦m
≦5, 0≦n<2P), and at least 5 of the 6 adjacent opening angles are 60° or 60°.
2. The rotary encoder according to claim 1, further comprising six position detectors arranged opposite to said rotary plate at positions of ±30°/P.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12162786A JPS62277818A (en) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | Rotary encoder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12162786A JPS62277818A (en) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | Rotary encoder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62277818A true JPS62277818A (en) | 1987-12-02 |
Family
ID=14815944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12162786A Pending JPS62277818A (en) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | Rotary encoder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62277818A (en) |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP12162786A patent/JPS62277818A/en active Pending
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