JP2008070269A - Apparatus for detecting encoder anomaly - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転方向や直線方向の絶対変位量を計測するための光学式絶対値のエンコーダに関するものであり、特に、受光素子の異常を検出するエンコーダの異常検出装置に関するものである。 The present invention relates to an optical absolute value encoder for measuring an absolute displacement amount in a rotational direction or a linear direction, and more particularly to an abnormality detection device for an encoder that detects an abnormality of a light receiving element.
回転方向や直線方向の絶対変位量を計測するための光学式絶対値のエンコーダにおいて、特に、いわゆるM系列( Maximum length sequence )にて発生される不規則信号の考え方を取り入れた光学式絶対値エンコーダとして、例えば、下記に示す特許文献1が挙げられる。
An optical absolute encoder that measures the absolute displacement in the rotational and linear directions, especially an optical absolute encoder that incorporates the concept of irregular signals generated in the so-called M-sequence (Maximum length sequence). For example,
この特許文献1に記載されているエンコーダは、スリット円板にM系列スリット列、第1内挿倍スリット列および第2内挿倍スリット列からなる検出用トラックを形成し、発光素子から照射される照射光を前記検出用トラックを介して受光素子にて検出するようにしている。
そして、受光素子のM系列用の受光セルアレイ群が検出信号を出力し、プリント基板上に実装しているCPUがこれらの検出信号を組み合わせて絶対的な位置情報を得ているものである。
The encoder described in
The light receiving cell array group for M series of light receiving elements outputs detection signals, and the CPU mounted on the printed circuit board obtains absolute position information by combining these detection signals.
また、M系列コードを用いて、アブソリュート位置センサが出力する位置情報の異常検出を行なうものとして、例えば、下記に示す特許文献2が挙げられる。
この特許文献2では、インクリメンタル位置センサの位置情報をアブソリュート位置センサのビット単位に単位変換し、これを127で除算した余りKを出力し、このKを用いて、K番目の循環周期27 −1のM系列コードMiを出力している。そして、アブソリュート位置センサから求められた不規則循環乱数コードGHと前記M系列コードMiとの排他的論理和を演算し、コードGXを出力する。一方、単位変換された数値を255で除算した余りLを出力し、このLを用いて、L番目の循環周期28 −1のM系列コードMjを出力し、コードGXとコードMjを比較し、両者が一致していなければ異常検出信号を外部に出力するものである。
In this
前記特許文献1では、M系列コードの思想を取り入れてエンコーダを構成しているが、スリット円板に同心円状に複数の検出用トラックを形成しているため、外径が大きくなり、エンコーダが大型化するという問題を有している。
また、受光素子が異常となった場合において、受光素子の異常を検出する手段が記載されていない。
In
Also, no means for detecting an abnormality of the light receiving element when the light receiving element becomes abnormal is described.
また、特許文献2では、アブソリュート位置センサが出力する不規則循環乱数コードの異常により、位置情報の異常検出をしているものの、2つのM系列発生器と、シフトレジスタを用いて、演算を繰り返して位置情報を得ているものであり、複雑な回路構成を採っている。
また、この特許文献2においても前記特許文献1と同様に、受光素子が異常となった場合において、受光素子の異常を検出する手段が記載されていない。
In
Also, in
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、受光素子の異常を容易に検出できると共に、エンコーダの小型化を図ることを目的としたエンコーダの異常検出装置を提供するものである。 The present invention has been provided in view of the above-described problems, and provides an abnormality detection apparatus for an encoder that can easily detect an abnormality of a light receiving element and can reduce the size of the encoder. .
そこで、本発明の請求項1に記載のエンコーダの異常検出装置では、モータ2の回転軸3に装着され、M系列にて発生される任意の周期からなるコードパターンを周方向に設けたコードディスク10と、
前記コードディスク10のコードパターンに向けて光を照射する複数の発光素子15を配置すると共に、前記M系列において任意のnビット遅れた位置に発光素子17を配置した第1のケーシング4と、
前記第1のケーシング4に配置された複数の発光素子15からの照射光の有無を前記コードディスク10のコードパターンを介して受光する複数の受光素子21、及び前記発光素子17からの照射光の有無を前記コードディスク10のコードパターンを介して受光する受光素子23を配置した第2のケーシング7と、
前記複数の受光素子21のうちから任意にサンプリングした複数の受光素子21からのデータの排他的論理和を演算して前記nビット遅れたM系列を発生させるための論理演算手段41と、
前記回転軸3の回転位置における前記論理演算手段41からのデータと、前記受光素子23からのデータとを比較し、両データが異なる場合には前記受光素子21が異常であるとのエラー信号を出力する比較部44とからなることを特徴としている。
Therefore, in the encoder abnormality detection device according to
A
The plurality of
Logical operation means 41 for calculating an exclusive OR of data from a plurality of
The data from the logical operation means 41 at the rotational position of the rotary shaft 3 is compared with the data from the
請求項2に記載のエンコーダの異常検出装置では、前記複数の発光素子15を、前記コードディスク10のコードパターンに対して少なくとも1つおきに配置していることを特徴としている。
The abnormality detection apparatus for an encoder according to
本発明の請求項1に記載のエンコーダの異常検出装置によれば、任意にサンプリングした複数の受光素子21からのデータの排他的論理和の演算を行ない、その結果と、M系列よりnビット遅れたコードを検出する受光素子23からの出力とを比較部44で比較を行ない、この比較の結果、両者が同一のコードデータであれば受光素子21は正常に動作が行なわれていることになり、異なるコードデータであれば、いずれかの受光素子21が異常ということであり、その異常をエラー信号として外部へ出力される。したがって、受光素子21の異常を容易に検出することができる。
According to the abnormality detection apparatus for an encoder according to
請求項2に記載のエンコーダの異常検出装置によれば、前記複数の発光素子15を、前記コードディスク10のコードパターンに対して少なくとも1つおきに配置しているので、第1のケーシング4、第2のケーシング7及びコードディスク10の外径を小さくでき、エンコーダ本体1自体も小型化を図ることができる。
According to the encoder abnormality detection device according to
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。M系列による不規則循環コードを発生させる回路は、周知のように複数段のレジスタからなり各段にfi (=0または1)の係数をかけ、フィードバックをかけたシフトレジスタと、所定の箇所に設けられる1つ、あるいは複数の排他的論理和ゲートとで構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As is well known, a circuit for generating an M-sequence irregular cyclic code is composed of a plurality of stages of registers, each stage being multiplied by a coefficient of f i (= 0 or 1), a feedback register, and a predetermined location. 1 or a plurality of exclusive OR gates.
M系列の不規則循環コードの周期は、使用するビット数により決定され、例えば、5ビットでは、周期N=2n −1=25 −1=31のM系列になる。
また、例えば、16進表示で、17、1B、1D、1Eの場合では、5ビットで4タップ構成の回路となり、17(Hex)における原始多項式は以下のように表現される。
The period of the M-sequence irregular cyclic code is determined by the number of bits to be used. For example, with 5 bits, the M-sequence has a period N = 2 n −1 = 2 5 −1 = 31.
Further, for example, in the case of 17, 1B, 1D, and 1E in hexadecimal notation, a 5-bit 4-tap circuit is formed, and the primitive polynomial in 17 (Hex) is expressed as follows.
17(Hex)=10111=x5 +x4 +x3 +x2 +1・・・(1)式
ここで、f0 =1、f1 =0、f2 =f3 =f4 =f5 =1であり、図1に示すようなM系列の発生回路になる。
この図1に示す発生回路は、周期31のM系列(不規則循環コード)を発生する。f2 、f3 、f4 、f5 と、f0 との排他的論理和を行なう。図中の○印の中に+の記号を記しているのが、排他的論理和ゲートである。
17 (Hex) = 10111 = x 5 + x 4 + x 3 + x 2 +1 (1) where f 0 = 1, f 1 = 0, f 2 = f 3 = f 4 = f 5 = 1 There is an M-sequence generation circuit as shown in FIG.
The generating circuit shown in FIG. 1 generates an M-sequence (irregular cyclic code) with a period of 31. and f 2, f 3, f 4 ,
ここで、図2に示すように、各レジスタの初期条件として、「00001」から出発すると、発生される系列は図3に示すようになる。この不規則循環コードは、周期が31であり、32ビット目から1ビット目からと同じコードを連続して発生する。 Here, as shown in FIG. 2, when starting from “00001” as the initial condition of each register, the generated sequence is as shown in FIG. The irregular cyclic code has a period of 31, and the same code is generated continuously from the 32nd bit to the 1st bit.
図3に示すM系列において、nビット、例えば、17ビット遅れたM系列を発生させる場合には、「17」を上記(1)式のべき乗の数で割ると、下記の(2)式を得る。
x17=x5 +x3 +x+1 ・・・(2)式
この(2)式より、f0 =1、f1 =1、f2 =0、f3 =f5 =1、f4 =0となり、図4に示す回路の下側の部分で17ビット遅れたM系列を発生させることができる。図5に17ビット遅れたM系列のコードを示し、下側のコードが図3のコードに対応し、上側のコードが下側のコードより17ビット遅れたM系列のコードを示している。
In the M sequence shown in FIG. 3, when generating an M sequence delayed by n bits, for example, 17 bits, dividing “17” by the number of powers of the above equation (1), the following equation (2) is obtained. obtain.
x 17 = x 5 + x 3 + x + 1 (2) Expression From this expression (2), f 0 = 1, f 1 = 1, f 2 = 0, f 3 = f 5 = 1, and f 4 = 0. The M sequence delayed by 17 bits can be generated in the lower part of the circuit shown in FIG. FIG. 5 shows an M-sequence code delayed by 17 bits, the lower code corresponds to the code of FIG. 3, and the upper code indicates an M-sequence code delayed by 17 bits from the lower code.
ところで、このM系列はいろいろな性質を有している。図6(a)(b)の下側のコードは、図3に対応した17(Hex)のM系列のコードであり、図6(a)では、例えば、1ビットと3ビットの排他的論理和をとって順次演算した結果が上側のコードである。
上側のM系列のコードは、1ビット目から00111・・・と始まっており、これは、下側のM系列のコードの10ビット目からに対応している。すなわち、1ビット目と3ビット目との排他的論理和を順次行なっていくことで、下側のM系列のコードより10ビット遅れたM系列を発生させることができる。
By the way, this M series has various properties. The lower code in FIGS. 6A and 6B is a 17 (Hex) M-sequence code corresponding to FIG. 3, and in FIG. 6A, for example, 1-bit and 3-bit exclusive logic The upper code is the result of calculating the sum and sequentially.
The upper M-sequence code starts from the 1st bit as “00111...”, Which corresponds to the 10th bit of the lower M-sequence code. That is, an M-sequence delayed by 10 bits from the lower M-sequence code can be generated by sequentially performing the exclusive OR of the first bit and the third bit.
また、図6(b)は同様に、下側のM系列のコードの例えば、1ビット目と、2ビット目と3ビット目の排他的論理和をとって順次演算した結果が上側のコードである。
上側のM系列のコードは、1ビット目から00100・・・と始まっており、これは、下側のM系列のコードの7ビット目からに対応している。すなわち、1ビット目と2ビットと3ビット目との排他的論理和を順次行なっていくことで、下側のM系列のコードより7ビット遅れたM系列を発生させることができる。
Similarly, FIG. 6B shows, for example, the result of the sequential calculation using the exclusive OR of the first bit, the second bit, and the third bit of the lower M-sequence code. is there.
The upper M-sequence code starts with 00100... From the first bit, which corresponds to the seventh bit of the lower M-sequence code. That is, an M-sequence delayed by 7 bits from the lower M-sequence code can be generated by sequentially performing exclusive OR of the first bit, the second bit, and the third bit.
さらに、図7(a)に示すように、下側のM系列のコードの例えば、3ビット目と4ビット目と5ビット目の排他的論理和をとって順次演算した結果が上側のコードである。
上側のM系列のコードは、1ビット目から10011・・・と始まっており、これは、下側のM系列のコードの9ビット目からに対応している。すなわち、3ビット目と4ビット目と5ビット目の排他的論理和を順次行なっていくことで、下側のM系列のコードより9ビット遅れたM系列を発生させることができる。
Further, as shown in FIG. 7 (a), for example, the upper code is obtained by calculating the exclusive OR of the third, fourth and fifth bits of the lower M-sequence code. is there.
The upper M-sequence code starts from the first bit as 10011..., And this corresponds to the ninth bit of the lower M-sequence code. That is, by sequentially performing the exclusive OR of the 3rd bit, the 4th bit, and the 5th bit, it is possible to generate an M sequence that is 9 bits behind the lower M sequence code.
また、図7(b)に示すように、下側のM系列のコードの例えば、5ビット目と7ビット目と9ビット目の1つおきに排他的論理和をとって順次演算した結果が上側のコードである。
上側のM系列のコードは、1ビット目から01110・・・と始まっており、これは、下側のM系列のコードの17ビット目からに対応している。すなわち、5ビット目と7ビット目と9ビット目の1つおきに排他的論理和を順次行なっていった場合にでも、下側のM系列のコードより17ビット遅れたM系列を発生させることができる。
Further, as shown in FIG. 7 (b), the result of sequential calculation by taking exclusive OR for every other 5th bit, 7th bit and 9th bit of the lower M-sequence code is obtained. This is the upper code.
The upper M-sequence code starts from the 1st bit as 01110..., Which corresponds to the 17th bit of the lower M-sequence code. That is, even when exclusive OR is sequentially performed every other bit of the fifth bit, the seventh bit, and the ninth bit, an M sequence delayed by 17 bits from the lower M sequence code is generated. Can do.
本発明のエンコーダは、上述したM系列の性質を利用したものであり、これにより小型で、また受光素子の異常が発生した場合でも容易に検出できるようにしたものである。図8はエンコーダ本体1の断面図を示しており、モータ2の回転軸3側の端面には第1のケーシング4、コードディスク10及び第2のケーシング7等が配置される。
すなわち、図9に示す第2のケーシング7がネジ5により取り付けられる。また、この第2のケーシング7の前面には、図10に示す平板状のシャドーマスク6を挟持する形で図11に示す第1のケーシング4がネジ止めされるようになっている。
The encoder according to the present invention utilizes the above-described M-sequence property, and is thus small in size and can be easily detected even when an abnormality occurs in the light receiving element. FIG. 8 is a cross-sectional view of the encoder
That is, the
モータ2の回転軸3の基部には図12に示す円盤状のコードディスク10が装着されており、このコードディスク10は回転軸3と共に回転する。また、図8に示すように、このコードディスク10より前方の回転軸3にはギヤ11が装着されている。さらにこのギヤ11の基部に円盤状のマグネット12が装着されており、回転軸3と共に回転するマグネット12の磁極を検出して回転軸3の回転数を検出するためのホールIC13が第1のケーシング4に設けられている。
A disc-shaped
第1のケーシング4には、図8に示すように発光ダイオード15が実装されており、具体的には図11に示すように、モータ2の回転軸3が挿通する取り付け穴14の中心を軸として同心円状で且つ所定の間隔毎に本実施形態では5個の発光ダイオード15a〜15eを配置するようにしている。
また、この発光ダイオード15a〜15eからの光を照射するための照射穴16が第1ケーシング4にそれぞれ穿孔されている。
A
Further, irradiation holes 16 for irradiating light from the
さらに、これらの発光ダイオード15a〜15eが配置される位置とは反対側の位置の第1のケーシング4にも発光ダイオード17が配置されるようになっており、この発光ダイオード17に対応する照射穴16が第1のケーシング4に穿孔してある。
なお、図11に示す第1のケーシング4において、取り付け穴14の上下の空間部20には、上述したホールIC13がそれぞれ配置されるようになっている。
Further, the
In the
一方、第2のケーシング7においては、図8及び図9に示すように、前記発光ダイオード15a〜15eに対応した位置に、該発光ダイオード15a〜15eからの光を受光するフォトダイオード、あるいはフォトトランジスタ21(21a〜21e)が配置されている。また、発光ダイオード15a〜15eからの光を透過させるための穴22がそれぞれ穿孔してある。
また、発光ダイオード17の光を受光するためのフォトダイオード、あるいはフォトトランジスタ23が第2のケーシング7に配置され、発光ダイオード17からの光を透過させるための穴22が第2のケーシング7に穿設してある。なお、第2のケーシング7の中央にはモータ2の回転軸3を挿通させるための取り付け穴24が穿設されている。
On the other hand, in the
A photodiode or
ここで、第1のケーシング4と第2のケーシング7にて挟持されているシャドーマスク6の中央には図10に示すように、モータ2の回転軸3を挿通させるための穴25が穿孔されていて、この穴25の上下には上記ホールIC13に対応した穴26がそれぞれ穿孔されている。また、発光ダイオード15、17からの光をフォトトランジスタ21、23へと挿通させるための穴27がそれぞれ穿孔されており、この穴27の直径は小さくしており、一種の絞りの機能を持たせることで、ヒステリシス現象の効果を付与している。
Here, in the center of the
次に、図12に示すコードディスク10の構成について説明する。エンコーダ本体1の分解能は、5ビットとして、周期N=2n −1=25 −1=31となり、360°/31で、1クロックパルス当たり、11.6°となる。
そして、例えば、17(Hex)からM系列のコードを発生させると、図3に示すような00001100・・・という周期31のM系列Aiを得る。
Next, the configuration of the
Then, for example, when an M-sequence code is generated from 17 (Hex), an M-sequence Ai with a
このM系列Aiのコードパターンを図12に示すコードディスク10の周方向にスリット列30として形成する。スリット列30に示すP1は初期位置であり、この初期位置P1に図3に示す1ビット目の「0」を対応して設け、2ビット目以降を順次0または1を形成していく。スリット列30の途中に穿孔している穴31がM系列Aiの「1」に対応しているものであり、穴31以外の部分はM系列Aiの「0」に対応している。この穴31の部分では発光ダイオード15、17からの照射光が透過され、穴31以外の部分では非透過となる。
なお、スリット列30より外方であってコードディスク10の周縁部に所定の間隔毎に穿孔している穴32は、発光ダイオード15、17からの照射光がスリット列30の穴31に透過する際にシュミットトリガーをきかせるためのものである。
The M-sequence Ai code pattern is formed as a
Note that the
ところで、発光ダイオード15、17は常時駆動されていて、常に発光していて、フォトトランジスタ21、23側へ投光している。それで、各5個の発光ダイオード15とフォトトランジスタ21とが、スリット列30の初期位置P1から5つ目までのコードとが対応していると、5個目のフォトトランジスタ21eのみが光を受光し、その時の5個のフォトトランジスタ21からのデータは、「00001」となる。このデータによりエンコーダ本体1の回転軸3は初期位置、つまり回転軸3の回転位置の絶対値が「0」ということを検出できることになる。
By the way, the
しかし、M系列Aiのコードを連続して受光しようとすると、5個の発光ダイオード15とフォトトランジスタ21とを隣接して配置する必要があり、そのため、コードディスク10、第1ケーシング4及び第2ケーシング7の外径が大きくなり、エンコーダ本体1自体を小型化することができなくなる。
そこで、本発明では、M系列の性質を利用してM系列Aiのコードを1つおきに受光するようにすることで、5個の発光ダイオード15及びフォトトランジスタ21を配置する構成でも、エンコーダ本体1の小型化を図るようにしている。つまり、発光ダイオード15やフォトトランジスタ21は、ある一定の大きさを有しているので、M系列Aiのコードを連続して検出しようとすると、どうしても第1のケーシング4等の外径を大きくする必要があるからである。
However, in order to continuously receive the M series Ai code, it is necessary to dispose the five
Therefore, in the present invention, the encoder main body can be configured to arrange five
本発明では、初期位置P1の状態において、M系列Aiの1ビット目のコードは、図9に示すフォトトランジスタ21aで検出し、3ビット目のコードはフォトトランジスタ21bで、5ビット目のコードはフォトトランジスタ21cで、7ビット目のコードはフォトトランジスタ21dで、9ビット目のコードはフォトトランジスタ21eでそれぞれ検出するようにしている。
これにより、図9に示す発光ダイオード15a〜15eの位置もM系列Aiのコードに対して1つおきになるように配置している。したがって、第1のケーシング4、第2のケーシング7及びコードディスク10の外径を小さくでき、エンコーダ本体1自体も小型化を図ることができる。
In the present invention, in the state of the initial position P1, the first bit code of the M series Ai is detected by the
As a result, the positions of the
図3に示すM系列Aiを5個のフォトトランジスタ21に対応させて1つおきにサンプリングし、かつコードディスク10が1/31ずつ回転した場合の5個のコードは図13に示すようになる。図13に示すデータを予め後述する記憶部のテーブルに記憶させておき、5個のフォトトランジスタ21からのデータがA欄の「00101」であれば、初期位置P1であることが検出できる。
また、回転軸3の回転によりコードディスク10も同様に回転するので、その時のフォトトランジスタ21からのデータが例えば、A欄の「01001」であれば、図13の左側C欄の「4」に対応し、回転軸3が初期位置P1よりプラス側、あるいはマイナス側に34.8°回転していることを検出することができる。
FIG. 13 shows five codes when the M series Ai shown in FIG. 3 is sampled every five corresponding to the five
Further, since the
次に、フォトトランジスタ21が異常になった場合の異常検出手段について説明する。上述したようにM系列は、任意のnビット遅れたM系列を発生させることができ、例えば、図3に示すM系列Aiに対して、例えば17ビット遅れたM系列を発生させる場合、図13のA欄に示すコードの3ビット目(A3)と、4ビット目(A4)と、5ビット目(A5)とを排他的論理和(EXOR)することで得ることができる。
図13のA欄に示すA3、A4、A5のコードを順次排他的論理和をとっていったのがB欄に示すコードである。このB欄に示すコードは、上から縦方向に「01110・・・」であり、これは、図3に示すM系列Aiの17ビット目からのコードに対応している。
Next, abnormality detection means when the
The code shown in the B column is the exclusive OR of the codes A3, A4, and A5 shown in the A column of FIG. The code shown in the B column is “01110...” In the vertical direction from the top, and this corresponds to the code from the 17th bit of the M series Ai shown in FIG.
そこで、図11に示すように、コードディスク10のコードパターンの17ビット目に対応する第1のケーシング4の位置に発光ダイオード17を配置し、この発光ダイオード17に対応する第2のケーシング7の位置に図9に示すように、フォトトランジスタ23を配置している。もちろん、発光ダイオード17からの照射光を透過させる穴16を第1のケーシング4に穿孔しており、また、受光用の穴22を第2のケーシング7に穿孔している。また、シャドーマスク6にも図10に示すように、発光ダイオード17の透過用の穴27を穿孔している。
Therefore, as shown in FIG. 11, the
このように、回転軸3(コードディスク10)が初期位置P1の状態では、各フォトトランジスタ21a〜21eは図13のA欄の一番上に示すように「00101」のデータを出力し、フォトトランジスタ23はB欄に示すように「0」のデータを出力している。
また、回転軸3が例えば116°回転した位置では、フォトトランジスタ21a〜21eは図13のC欄の「11」に対応した位置で「01101」のデータを出力し、フォトトランジスタ23は「0」のデータを出力している。
As described above, when the rotary shaft 3 (code disk 10) is in the initial position P1, the
Further, at a position where the rotation shaft 3 is rotated by 116 °, for example, the
実際には、5個のフォトトランジスタ21a〜21eから出力されるデータでもって回転軸3の位置を検出し、外部に位置情報を出力する。同時にこの時の3個のフォトトランジスタ21c〜21eの出力の排他的論理和の結果が図13に示すB欄のコードと同一である場合には、フォトトランジスタ21a〜21eは正常に動作をしていることになる。
Actually, the position of the rotating shaft 3 is detected with the data output from the five
図14は本発明に関連するブロック回路図を示し、制御装置40は、フォトトランジスタ21a〜21eからのデータを受け取って排他的論理和の論理演算や全体の制御を行なう制御部41と、データを予め格納しておく記憶部42と、モータ2の回転軸3の回転位置の位置情報を外部へ出力する位置情報出力部43と、制御部41にて3個のフォトトランジスタ21c〜21eの排他的論理和の結果と、フォトトランジスタ23から出力されるデータを比較する比較部44と、この比較部44の比較結果により異常の場合にはエラー信号を出力するエラー信号出力部45等で構成されている。
なお、図14に示す制御装置40は、図外のフレキシブル基板に実装されている。
FIG. 14 is a block circuit diagram related to the present invention. The
Note that the
制御装置40の記憶部42には、図13のC欄、B欄に示すデータが予めテーブルに格納されており、回転軸3の回転角度に対応させて記憶部42のメモリ領域に順に記憶させている。制御部41には、5個のフォトトランジスタ21a〜21eからのデータが常時入力されていて、各フォトトランジスタ21a〜21eの出力A1〜A5のデータに対応させるべく、記憶部42で記憶しているデータを読み出して、該当するコード列に対応した回転角度(回転位置)を位置情報出力部43を介して外部に位置情報を出力する。
また、ホールIC13からのデータにより回転軸3の回転数を制御部41にて演算しており、この結果に図13のC欄に示すデータに対応した検出角度をプラス、あるいはマイナスして前記位置情報出力部43から位置情報を出力するようになっている。
In the
Further, the number of rotations of the rotary shaft 3 is calculated by the
同時に制御部41では、3個のフォトトランジスタ21c〜21eからのデータ(A3〜A5)の排他的論理和の演算を行ない、その結果と、M系列Aiより17ビット遅れたコードを検出するフォトトランジスタ23からの出力B1とを比較部44で比較を行なう。
この比較の結果、両者が同一のコードデータであればフォトトランジスタ21は正常に動作が行なわれていることになり、異なるコードデータであれば、いずれかのフォトトランジスタ21が異常ということであり、その異常をエラー信号としてエラー信号出力部45から外部へ出力される。したがって、フォトトランジスタ21の異常を容易に検出することができる。
At the same time, the
As a result of the comparison, if both are the same code data, the
図15は上述のM系列Aiの動作を示す図であり、M系列Aiの周期31のコード列に対して、1つおきにサンプリングしている状態を、A1〜A5に対応させて示している。図15の右の図がサンプリングしたA1〜A5のデータであり、右のB1の欄がM系列Aiより17ビット遅れたコード列であり、且つ、サンプリングしたA3〜A5の排他的論理和の論理演算結果である。
このサンプリングしたA3〜A5の排他的論理和をとることで、上述したようにM系列Aiより17ビット遅れたM系列を得ることができる。
FIG. 15 is a diagram illustrating the operation of the above-described M sequence Ai, and shows the state in which every other code sequence of the M sequence Ai has a
By taking the exclusive OR of the sampled A3 to A5, it is possible to obtain an M sequence delayed by 17 bits from the M sequence Ai as described above.
なお、先の実施形態では、5ビットで周期が31のM系列を発生させて、17ビット遅れたM系列の位置に発光素子、受光素子を配置した場合について説明したが、これらに限定されるものではなく、任意の周期のM系列を発生させたり、任意のnビット遅れたM系列を発生させて、受光素子の異常を検出するようにしても良い。
また、先の実施形態では、5個の発光ダイオード15を、コードディスク10のコードパターンに対して1つおきに配置した場合について説明したが、2つおき、あるいは3つおきに発光ダイオード15を配置するようにしても良い。つまり、コードディスク10のコードパターンに対して1つおき又はm個おき(mはM系列のビット数以下)に発光ダイオード15を配置するようにしても良い。
In the previous embodiment, the case where an M series having 5 bits and a period of 31 is generated and the light emitting element and the light receiving element are arranged at the position of the M series delayed by 17 bits has been described. However, the present invention is not limited thereto. Instead of this, an M-sequence with an arbitrary period may be generated, or an M-sequence delayed by an arbitrary n bits may be generated to detect an abnormality of the light receiving element.
In the previous embodiment, the case where five
1 エンコーダ本体
2 モータ
3 回転軸
4 第1のケーシング
7 第2のケーシング
10 コードディスク
15 発光ダイオード
17 発光ダイオード
21 フォトトランジスタ
23 フォトトランジスタ
40 制御装置
41 制御部
44 比較部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記コードディスク(10)のコードパターンに向けて光を照射する複数の発光素子(15)を配置すると共に、前記M系列において任意のnビット遅れた位置に発光素子(17)を配置した第1のケーシング(4)と、
前記第1のケーシング(4)に配置された複数の発光素子(15)からの照射光の有無を前記コードディスク(10)のコードパターンを介して受光する複数の受光素子(21)、及び前記発光素子(17)からの照射光の有無を前記コードディスク(10)のコードパターンを介して受光する受光素子(23)を配置した第2のケーシング(7)と、
前記複数の受光素子(21)のうちから任意にサンプリングした複数の受光素子(21)からのデータの排他的論理和を演算して前記nビット遅れたM系列を発生させるための論理演算手段(41)と、
前記回転軸(3)の回転位置における前記論理演算手段(41)からのデータと、前記受光素子(23)からのデータとを比較し、両データが異なる場合には前記受光素子(21)が異常であるとのエラー信号を出力する比較部(44)とからなることを特徴とするエンコーダの異常検出装置。 A code disk (10) mounted on the rotating shaft (3) of the motor (2) and provided with a code pattern having an arbitrary period generated in the M series in the circumferential direction;
A plurality of light emitting elements (15) for irradiating light toward the code pattern of the code disk (10) are disposed, and a light emitting element (17) is disposed at a position delayed by an arbitrary n bits in the M series. Casing (4) of
A plurality of light receiving elements (21) for receiving the presence or absence of irradiation light from the plurality of light emitting elements (15) arranged in the first casing (4) via a code pattern of the code disk (10); A second casing (7) in which a light receiving element (23) for receiving the presence or absence of irradiation light from the light emitting element (17) is received via the code pattern of the code disk (10);
Logical operation means for calculating an exclusive OR of data from a plurality of light receiving elements (21) arbitrarily sampled from among the plurality of light receiving elements (21) to generate the M series delayed by n bits. 41),
The data from the logical operation means (41) at the rotational position of the rotating shaft (3) is compared with the data from the light receiving element (23). If the two data are different, the light receiving element (21) An encoder abnormality detection apparatus comprising: a comparison unit (44) that outputs an error signal indicating an abnormality.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006250051A JP2008070269A (en) | 2006-09-14 | 2006-09-14 | Apparatus for detecting encoder anomaly |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016053570A (en) * | 2014-09-03 | 2016-04-14 | 有限会社ファインチューン | Absolute type encoder |
-
2006
- 2006-09-14 JP JP2006250051A patent/JP2008070269A/en not_active Withdrawn
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