JPH08189839A - 位置検出装置及び位置検出方法 - Google Patents

位置検出装置及び位置検出方法

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JPH08189839A
JPH08189839A JP7002947A JP294795A JPH08189839A JP H08189839 A JPH08189839 A JP H08189839A JP 7002947 A JP7002947 A JP 7002947A JP 294795 A JP294795 A JP 294795A JP H08189839 A JPH08189839 A JP H08189839A
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 増分式エンコーダを用いて減速機出力軸の位
置を複数の位置で求められるように構成し、検出精度を
犠牲にすることなく、位置の初期化時における出力軸の
移動量及び移動時間を低減するとともに、製造コストの
低減を図る。 【構成】 減速機出力軸側を等位置に分割することによ
り複数の分割点を設定し、分割点検出センサにより分割
点を検出してから減速機入力軸側の増分式エンコーダの
基準点を検出するまでの増分式エンコーダの出力パルス
数を測定し、予め設定された分割点の位置と基準点の位
置との関係により、測定された出力パルス数に対応する
分割点乃至は基準点を特定し、減速機出力軸の位置の絶
対値を求める。また、減速機出力軸の分割間隔を変える
ことにより動作領域内にあるか否かの情報を得て、出力
軸を動作領域内部に維持するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、減速機を介して移動機
構に取り付けた増分式エンコーダと、移動機構に設定し
た分割点の検出手段とを使って移動機構の位置を検出す
る装置及び方法に係る。特に、産業用ロボットのアーム
やステージの駆動機構部に適用する場合に好適な技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】産業用ロボットにおいては、回転運動を
伴うアーム駆動型や直線運動を伴うステージ駆動型が広
く利用されている。このうち、例えば回転運動を伴うア
ーム駆動機構等においては、減速機入力側に取り付けら
れたエンコーダにより減速機出力軸の角度の絶対値を測
定する角度検出装置が多用されている。この場合、エン
コーダとして安価な増分式エンコーダを使用するために
は、減速機出力軸の角度と増分式エンコーダで測定する
角度の関係を初期化することが必要である。このため、
図１４に示すように、減速機出力軸７に連結されたアー
ム８の動作範囲内の所定位置に原点センサ９を設置し、
まずこの位置にアーム８を移動させ、さらに増分式エン
コーダの基準点を検出する位置まで移動して減速機出力
軸７の角度を既知の値に初期化する原点復帰と呼ばれる
動作を行うことが一般的である。また、減速機出力軸１
回転中に複数の原点位置を設けるため、特開昭６４−３
１２０９のように、増分式エンコーダの他に減速機出力
軸側に絶対値エンコーダを併設し、微小な角度の移動に
より減速機出力軸の角度を求める方法もある。さらに、
特開平４−１３８５０３のように、減速機出力軸側を相
互に異なる複数の角度領域に分割し、この角度領域の範
囲を増分式エンコーダを使って測定して減速機出力軸の
角度の絶対値を求める方法もある。
【０００３】一方、上記のような回転機構においては、
例えば図１４に示すロボットのアーム駆動機構のよう
に、アーム８の動作領域が限定されることにより減速機
出力軸７の回動が所定の角度範囲に制限されている場合
がある。この場合、原点復帰前には減速機出力軸の角度
が未知であるため、増分式エンコーダからの情報では現
在位置が動作領域の内部であるか否かを知ることはでき
ない。そこで、一般的には図１５に示すように遮光板４
に対して設置された光学センサ等の動作領域検出センサ
１０を設け、減速機出力軸が動作領域の内部にあるか否
かを検出するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の位置（角
度）検出装置において原点復帰を行う場合、減速機出力
軸１回転中に１箇所の原点位置のみしか設定することが
できないため、減速機出力軸の位置によっては原点復帰
時に広範囲の回動が必要となり、初期化動作に時間がか
かるという問題がある。また、ロボットアーム等の用途
では、動作領域内に障害物が存在する可能性もあり、原
点復帰のために広範囲の回動を行うとアームが障害物に
衝突する危険性がある。
【０００５】この問題を解決するために、特開昭６４−
３１２０９や特開平４−１３８５０３等に減速機出力軸
１回転中に複数の原点位置を設定する方法が提案されて
いるが、特開昭６４−３１２０９のように絶対値エンコ
ーダを減速機出力軸側に併設する方法は、エンコーダの
併設及び機構の複雑化により製造コストの上昇や信頼性
の低下が問題となる。また、特開平４−１３８５０３の
ように減速機出力軸側を異なる角度領域に分割する方法
では、出力軸の絶対角度の検出精度を向上させるために
は分割点の検出精度を高めるか又は領域間の角度差を大
きく採る必要があり、いずれにしても製造コストの低減
又は初期化時の回動動作の大幅な低減を図ることができ
ないという問題点がある。
【０００６】また、原点復帰は動作領域内部で行う必要
があるため、原点復帰を行う際に動作領域内であること
を確認し、動作領域外部にあるときは動作領域内部に移
動させる必要があるが、図１５に示すように別途センサ
を設ける必要があるために製造コストが上昇し、しかも
そのセンサ及びそのための信号線を配設するための領域
を確保しなくてはならないという問題点がある。
【０００７】そしてこれらの様々な問題点は、上述した
回転運動を伴うアーム駆動型のロボットに限らず、直線
運動を伴うステージ駆動型のロボットであっても同様に
存在するものである。
【０００８】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、その目的とするところは、移動機構（出力軸の角度
や直動軸における位置）の初期化精度を犠牲にすること
なく、初期化に必要な移動機構の移動範囲（出力軸の回
動範囲や直動軸の移動範囲）を従来よりも大幅に低減さ
せるとともに製造コストの上昇を抑制した新規の位置検
出装置もしくは方法を実現することにある。さらに、動
作領域の限定された機構系において、復帰状態が出力動
作領域内にあるか外にあるかに拘わらず支障なく移動機
構（出力軸の角度や直動軸における位置）の初期化を行
うことができる方法を構成することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、第１の回転軸と、この第１の回転軸の位置
を測定する増分式エンコーダと、第１の回転軸に減速機
を介して接続された移動機構とを有し、移動機構の位置
を増分式エンコーダの出力パルスにより検出する位置検
出装置において、移動機構の移動範囲を複数に分割する
ことにより設定された複数の分割点を検出する分割点検
出手段と、増分式エンコーダの基準点を検出する基準点
検出手段と、第１の回転軸を回転させて移動機構を作動
させた状態で、基準点検出手段により基準点が検出され
た時点と分割点検出手段により分割点が検出された時点
との間の増分式エンコーダの出力パルスを計数するパル
ス計数手段と、このパルス計数手段により測定された計
数値を分割点毎に設定される設定計数値と実質的に比較
して分割点又は設定計数値を特定することにより移動機
構の位置を算出する位置算出手段とを設け、分割点毎に
設定された設定計数値が少なくとも移動機構の所要位置
範囲で相互に異なる値になるように分割点を設けるもの
である。
【００１０】この場合において、設定計数値及びこれに
対応する移動機構の位置に関する情報を記憶値として保
持する記憶手段を設け、位置算出手段が、パルス計数手
段により得られた出力パルス数に従って特定された分割
点又は設定計数値に対応した位置を記憶値に基づいて求
めるように構成することが好ましい。
【００１１】また、分割点を増分式エンコーダの基準点
に対応した周期とは異なる周期で等位置間隔に設定する
ことが好ましい。
【００１２】さらに、位置算出手段を移動機構の位置の
初期化時にのみ用いて該位置の絶対値を設定し、初期化
後には、測定された増分式エンコーダの出力パルスを積
算して移動機構の位置を得るように構成することが好ま
しい。
【００１３】位置算出手段としては、設定計数値と計数
値とを比較して、計数値に対応する分割点又は設定計数
値を特定する手段と、特定された分割点又は設定計数値
に基づいて、増分式エンコーダの位置検出値を分割点又
は設定計数値に対応する位置に設定する初期化手段とを
設けることが好ましい。
【００１４】この場合において、分割点検出手段を、分
割点を境界として検出信号が複数の状態間を遷移するよ
うに構成するとともに、検出信号の遷移方向を識別する
手段を設け、位置検出手段を、計数値と識別された該遷
移方向とに応じて分割点又は設定計数値を特定するよう
に構成することが望ましい。
【００１５】なお、移動機構の移動範囲が限定されてい
る場合があり、この移動範囲内に複数の分割点を設定す
る場合がある。
【００１６】この場合において、移動機構が移動範囲内
にあるか否かを検出する範囲検出手段を設け、移動機構
が移動範囲外に位置している場合には移動機構を常時移
動範囲内へ回転させるように構成することが望ましい。
【００１７】また、移動機構が移動範囲内にあるか否か
を検出する範囲検出手段を設け、この範囲検出手段を、
分割点を移動範囲の内外で異なる間隔で設定し、分割点
検出手段の検出間隔を測定する手段とすることが望まし
い。
【００１８】さらに、移動範囲の一方の端部では分割点
検出センサの出力が第１の状態になるように構成し、移
動範囲の他方の端部では分割点センサの出力が第２の状
態になるように構成し、分割点検出センサの出力が第１
の状態にある場合には移動機構を他方の端部に向けて回
転させるように構成し、分割点検出センサの出力が第２
の端部にある場合には移動機構を前記一方の端部に向け
て回転させるように構成して出力パルス数を測定するこ
とが望ましい。
【００１９】次に、減速機を介して移動機構に接続され
た増分式エンコーダを用いてこの移動機構の位置を求め
る位置検出方法としては、移動機構の分割点と増分式エ
ンコーダの基準点との位置関係を予め求めておき、移動
機構の回転位置を分割して設定した複数の分割点を検出
した時点と、増分式エンコーダの基準点を検出した時点
との間の増分式エンコーダの出力パルス数を測定し、こ
の出力パルス数に対応する分割点を位置関係から特定
し、当該分割点に対応した移動機構の位置を算出するも
のである。
【００２０】この場合において、出力パルス数と分割点
との間には１対１の対応関係を設定することが好まし
い。
【００２１】また、移動機構の分割点のうちの隣接する
複数の分割点を相互に異なる検出信号で検出し、この複
数の分割点毎に異なる出力パルス数を対応させることが
好ましい。
【００２２】また、上述した移動機構は第２の回転軸で
あり、検出される位置は第２の回転軸の回転角度である
ことが望ましい。あるいは、上述した移動機構は直動軸
であり、検出される位置は直動軸の移動距離であっても
よい。
【００２３】
【作用】請求項１によれば、最大で減速機に接続された
移動機構の等分割位置とエンコーダ軸１回転分だけ移動
機構を移動すれば、パルス計数手段により出力パルス数
の測定ができ、この出力パルス数から位置算出手段によ
り減速機に接続された移動機構の位置を求めることが可
能となる。従って、検出精度を犠牲にすることなく、初
期化時の移動機構の移動量（位置）を従来よりも大幅に
低減できるとともに移動時間を短縮することができる。
【００２４】請求項２によれば、記憶手段により設定計
数値とこれに対応する移動機構の位置に関する情報を保
持し、記憶値によって出力パルス数に対応する位置を求
めるように構成したので、複雑な演算処理が不要とな
る。
【００２５】請求項３によれば、分割点を等位置間隔で
設定するとともに、この設定周期を基準点に対応した周
期とは異なる周期にしたことにより、分割点の間隔と基
準点の間隔との関係を規定するパラメタを保持するだけ
で簡易に移動機構の位置を算出することができる。
【００２６】請求項４によれば、僅かな移動量で迅速に
移動機構の位置の初期化が可能な位置検出装置を構成で
きる。
【００２７】請求項５によれば、特定された分割点又は
設定計数値に基づいて、増分式エンコーダの位置検出値
を上記の特定された結果に対応する位置に設定すること
により、分割点の検出精度如何に拘わらず増分式エンコ
ーダの検出精度で位置設定ができるので、初期化精度の
向上と、分割点検出手段のコスト低減を図ることができ
る。
【００２８】請求項６によれば、分割点検出手段の検出
信号の遷移状態を検出することにより分割点を選別する
情報として検出信号を用いることができるので、分割点
又は設定計数値の特定が容易になり、前記分割点又は設
定計数値の設定の自由度が高まる。即ち、当該遷移状態
の情報と分割点を示す情報とを組み合わせて各分割点を
相互に識別できるようにすれば足りるので、分割点自体
を示す情報量を減少させることが可能になる。
【００２９】請求項７によれば、移動機構の移動範囲が
限定される場合があり、この場合には、この範囲内に分
割点を設定すればよい。
【００３０】請求項８によれば、範囲検出手段を設け
て、移動機構が移動範囲外にある場合には移動範囲内に
向けて回転させることにより、範囲内への復帰動作と初
期化動作とを同時並行して行うことができる。
【００３１】請求項９によれば、範囲検出手段を、移動
範囲の内外で異なる間隔で設定した分割点の検出間隔を
測定する手段とすることにより、別途検出器を設ける必
要がないため、検出器の設置場所が不要となり、しかも
製造コストを低減することができる。
【００３２】請求項１０によれば、移動機構が移動範囲
の端部にあるときには必ず当該範囲の内側へ移動し、端
部以外の中間位置にある場合にも必ず当該範囲内におい
て分割点と遭遇するようになっているため、初期化時の
移動に際しては常に当該範囲外へ移動機構が出ることが
ないように制御できる。
【００３３】請求項１３によれば、検出精度を犠牲にす
ることなく、初期化時の移動機構の移動量を従来よりも
大幅に低減できるとともに初期化時間を短縮できる。
【００３４】請求項１４によれば、出力パルス数と分割
点との間に１対１の対応関係を設定することにより、得
られた出力パルス数に対して確実に位置を求めることが
できる。
【００３５】請求項１５によれば、隣接する複数の分割
点を相互に異なる検出信号で検出するとともに、該複数
の分割点毎に異なる出力パルス数を対応させることによ
り、検出した所定の出力パルス数に対して複数の分割点
を特定し、該複数の分割点に対しては検出信号により相
互に識別することができるので、初期化移動量を増大さ
せずに分割点の検出誤差の許容範囲を大きくとることが
できるか、若しくは、分割点の検出誤差の許容範囲を確
保しながら初期化時の移動量を低減させることができ
る。
【００３６】
【実施例】次に図面を参照して本発明に係る位置検出装
置及び位置検出方法の実施例を説明する。
【００３７】[ 第１実施例 ]本実施例は後述するように
モータに連結された入力軸（第１の回転軸）に増分式エ
ンコーダを接続し、この入力軸を減速機を介して出力軸
（第２の回転軸）に連結した回転動作を伴う実施例の基
本構成に係るものである。しかしながら、本発明は、減
速機を介して移動機構（回転軸や直動軸）に接続した増
分式エンコーダによりこの移動機構（回転軸や直動軸）
の移動量（回転角度や直線移動距離）を測定したり、位
置（回転位置や直線位置）を検出したりする場合に広く
適用できるものである。
【００３８】本実施例においては、図３に示すように、
モータ１の駆動軸（図示せず）の一端に増分式エンコー
ダ２が連結されており、該駆動軸の他端に減速機３が連
結されている。減速機３の出力軸７には遮光板４が取付
けられ、この遮光板４の外周部に形成された凹部４ａ及
び凸部４ｂを跨ぐように透過型のフォトセンサ５が配置
されている。遮光板４の凹凸部は出力軸の回動範囲内を
等角度で分割して加工したものであり、その凹部４ａ及
び凸部４ｂに対応してフォトセンサ５の検出信号がオ
ン、オフし、２値出力が得られるようになっている。
【００３９】増分式エンコーダ２の出力は制御装置６に
接続されており、この制御装置６は中央演算装置（ＣＰ
Ｕ）等から成る演算装置、各種メモリ等から成る記憶装
置、及びカウンタ等から成るパルス数計測装置を備えて
いる。この制御装置６は上記構成の角度検出装置におい
て後述する原点復帰動作や出力軸の角度測定を行うもの
である。演算装置は出力軸の角度を求める演算処理を行
う。記憶装置は増分式エンコーダ２の出力パルス数と出
力軸の角度の関係を記憶する。パルス数計測装置は増分
式エンコーダ２の出力パルス数を計数する。
【００４０】このように構成された本実施例において行
われる原点復帰動作の原理を図１及び図２を参照して説
明する。図１には、入力軸と連結された増分式エンコー
ダに設けられた基準点から出力されるパルス信号により
示されるエンコーダ基準位置と、入力軸に対し減速機を
介して所定の減速比で連結されている出力軸の分割点セ
ンサ（上記のフォトセンサ５）の出力とを対比して示
す。ここで、増分式エンコーダ２には一般的にエンコー
ダ軸の所定角度位置に１つの基準点が設けられ、増分式
エンコーダ２からはそのエンコーダ軸の１回転につき１
つの基準パルス信号ＳＰが出力される。一方、出力軸の
回動範囲は上述の遮光板４によって複数の角度領域に等
分割され、複数の分割点が設定されている。これらの分
割点に対応して図１の分割点検出センサの出力が得られ
る。
【００４１】上記パルス測定装置により、分割点検出セ
ンサ出力が変化した位置（遮光板４の凹凸の変化部がフ
ォトセンサ５を通過した位置）Ｄ１、Ｄ２から増分式エ
ンコーダ２の基準パルス信号ＳＰを検出するまで測定し
た増分式エンコーダ２の出力パルス数Ｐdef は、増分式
エンコーダ２の基準点位置の間隔と分割点位置の間隔と
が予め異なるように設定してあるため、図１に示すよう
に出力軸の回転に従って、出力パルス数Ｐdef はエンコ
ーダ軸の２回転毎にΔＰdef ずつ増加してゆく。このと
き、出力軸の回動範囲内において全ての出力パルス数が
異なるように設定されているので、予め求めておいた出
力パルス数Ｐdef と減速機出力軸の絶対角度θout が常
に１対１に対応し、この対応関係から減速機出力軸の角
度を求めることができる。
【００４２】図２には本実施例の角度検出装置の行う原
点復帰動作の手順をフローチャートにより示す。この原
点復帰動作では、モータ１を起動させて駆動軸及び出力
軸を回転させ、出力軸の分割点が検出されると、出力パ
ルス数Ｐdef を０にリセットする。次に、さらに出力軸
が回転して増分式エンコーダ２の基準点が検出される
と、その時点における出力パルス数Ｐdef が読み出され
て、この値と、予め設定されている分割点と基準点との
位置関係とから出力軸の角度の絶対値を求めることによ
り、原点復帰動作が完了する。
【００４３】減速機出力軸側の等分割点は、増分式エン
コーダ２が整数回転するときの減速機出力軸の回転角度
に対して、減速機出力軸側の等分割角度を適当な角度だ
けずらすことにより、減速機出力軸側の分割点と、増分
式エンコーダの基準点の位置関係を変化させることがで
きる。この変化を増分式エンコーダ２の出力パルス数を
使って測定し、測定された分割点が設定された複数の分
割点のどの分割点であるかを特定することにより減速機
出力軸の角度を求めるのである。
【００４４】上記原理を以下により詳細に説明する。上
述のように減速機出力軸側の分割点を検出してから増分
式エンコーダの基準点を検出するまでの増分式エンコー
ダの出力パルス数Ｐdef は減速機出力軸の分割点の位置
によりΔＰdef 間隔で変化していくので、予め出力パル
ス数Ｐdef と減速機出力軸の角度θout の関係を求めて
おき、Ｐdef を測定すればθout を求めることができ
る。
【００４５】このとき、Ｐdef の測定誤差が±ΔＰdef
／２未満であれば、減速機出力軸の分割点を誤らずに区
別することができる。このΔＰdef は、増分式エンコー
ダ２の基準点間隔が定まっていることから、減速機出力
軸の等分割角度により決まるため、減速機出力軸側を等
分割するときの精度、分割点を検出するセンサの精度等
に応じて減速機出力軸の等分割角度を適宜選定する。こ
のため、減速機出力軸の等分割点を検出するセンサは増
分式エンコーダの分解能に対して高精度で作成する必要
がないため、装置が複雑化することはなく製造コストも
低減できる。
【００４６】本実施例では、遮光板４の凹凸形状を図４
に示すように等角度に加工したが、図５のように等間隔
にスリット４ａ’を加工した遮光板４’を使用すること
もできる。また、角度分割点を検出するセンサとして透
過型のフォトセンサ５を使用しているが、反射型のフォ
トセンサや磁気式センサを用いることも可能である。
【００４７】次に、本発明を用いて、減速機出力軸の角
度を求めるための具体的な計算方法の一例を示す。ま
ず、以下のように記号を定義する。
【００４８】［定 義］
【００４９】
【数１】
【００５０】このとき、本実施例における減速機出力軸
の分割角度θdiv と設定値ｋ、ｍの関係は次式で表わさ
れる。
【００５１】 θdiv ＝（２π×ｍ−２π／ｋ）／Ｒ ・・・・・(1) この関係式は、エンコーダ軸のｍ回転毎に減速機出力軸
の角度が検出されるように設定することを表し、減速機
出力軸が分割角度θdiv 分だけ回転すると、そのときの
出力軸分割点とエンコーダ基準点との間のエンコーダ軸
回転角度θdefは、Δθdef ＝２π／ｋ間隔で変化する
ことを示している。このため、減速機出力軸においてｋ
箇所の位置を区別することができる。
【００５２】このとき、測定された出力軸分割点とエン
コーダ基準点との間のエンコーダ出力パルス数Ｐdef を
用いて以下に示す手順(a)〜(f)のようにして出力軸の角
度θout を求める。
【００５３】＜計算例１＞ ［定 義］
【００５４】
【数２】
【００５５】［θout の計算手順］ (a)Ｐofs とＰbas をあらかじめ求めておく (b)原点復帰を行い、Ｐdef を測定する (c)ｎ＝ＩＮＴ［（Ｐdef −Ｐofs ）／（Ｐenc ／
ｋ）］を計算する
【００５６】
【数３】
【００５７】を計算する (e)Ｐabs1、Ｐabs2のうち、検出領域内である方をＰabs
とする if Ｐrmin≦Ｐabs1≦Ｐrmax then Ｐabs ＝Ｐabs1 ・・・・・・・・・・・(6) if Ｐrmin≦Ｐabs2≦Ｐrmax then Ｐabs ＝Ｐabs2 ・・・・・・・・・・・(7) (f)θout＝［Ｐabs／(Ｐenc ×Ｒ)］×２π ・・・・(8) ここで、上記Ｐofs は出力軸の分割点とエンコーダの基
準点との間のオフセット量を示し、出力パルス数Ｐdef
の最小値を示す。ｎは出力パルス数Ｐdef の最小値を示
す分割点をｎ＝０とした場合の分割点の番号であり、Ｐ
bas はｎ＝０、すなわち出力パルス数Ｐdef の最小値を
示す基準点における増分式エンコーダ２の出力の絶対値
であり、出力軸の原点位置を基準に計数したエンコーダ
のパルス数である。
【００５８】上記(a)で製品毎に後述する方法で予め求
められ保存されたＰofs と上記(b)で測定された出力パ
ルス数Ｐdef とから、(c)において、出力パルス数が最
小値を示す分割点よりも幾つ離れた分割点で得られたも
のかを示すｎの値を算出する。このｎの値を用いて、
(d)においては原点復帰方向毎に出力軸の絶対角度に対
応したエンコーダのパルス数Ｐabs1、Ｐabs2を求め、こ
れらのうち動作領域に対応して予め記憶されたパルス数
の検出範囲内に収まっている方の値を(e)にて判定し、
出力軸の絶対角度に対応したエンコーダのパルス数Ｐab
s とし、このＰabsを(f)において出力軸の角度θout に
変換するようにしている。
【００５９】次に、出力軸の角度θout の計算に使用す
る上述のパラメータＰofs とＰbasの求め方の手順(a)〜
(f)を示す。
【００６０】［Ｐofs 、Ｐbas の求め方］ (a)減速機出力軸角度の校正を行い、Ｐabs を設定する (b)原点復帰を行い、Ｐdef を求める (c)Ｐofs ＝Ｐdef ％（Ｐenc ／ｋ）を計算する (d)ｎ＝ＩＮＴ［（Ｐdef−Ｐofs）／（Ｐenc／ｋ）］
【００６１】
【数４】
【００６２】を計算する。
【００６３】(f)Ｐbas1、Ｐbas2のうち、検出領域内で
ある方をＰbas とする。
【００６４】 if Ｐrmin≦Ｐbas1≦Ｐrmax then Ｐbas ＝Ｐbas1 ・・・・・・・・・・(11) if Ｐrmin≦Ｐbas2≦Ｐrmax then Ｐbas ＝Ｐbas2 ・・・・・・・・・・(12) 以上の手順では、(a)において出力軸の角度とエンコー
ダのパルス数とを所定の関係に設定し、出力軸の原点位
置におけるエンコーダのパルス数Ｐabs を求める。(b)
において出力軸を回転させて出力パルス数Ｐdef を測定
し、(c)において剰余演算を行い、Ｐofs を求める。次
に、(d)において上記と同様に求めたｎの値に対応した
パルス数と上記(a)で求めたＰabs との差から、復帰方
向毎にＰbas1、Ｐbas2を計算し、これらのうち出力軸の
動作領域に対応する検出領域内のものをＰbas とする。
【００６５】本計算例では、θdiv とｍ，ｋの関係とし
て式（１）を用いたが、 θdiv＝(２π×ｍ＋２π／ｋ)／Ｒ ・・・・(13) を用いても、出力軸の分割点の間隔と、エンコーダの基
準点の間隔との大小関係が逆転するだけで、上記式
（１）の場合と同様の原理で、上記各式を用いて出力軸
の角度を求めることができる。
【００６６】＜計算例２＞計算例１は、減速機出力軸側
の分割点と、増分式エンコーダの基準点が最も接近した
位置を基準として、角度の計算に必要なパラメタＰofs
、Ｐbas を求めたが、常に当該位置を基準として計算
しなければならない理由はない。この計算例２では、図
６に示すように、増分式エンコーダの基準点と分割点の
検出位置との差をパラメータＰofsi＝ｎ・θ＋Ｐofs と
し、このパラメタＰofsiを上記各式においてＰofs の代
わりに用いることにより、仮想的な増分式エンコーダの
基準位置をつくり、減速機出力軸側の分割点と仮想的な
増分式エンコーダの基準点が一致した位置ＰbasiをＰba
s の代わりに用いることにより、計算例１と同様の計算
を行うことができる。
【００６７】＜計算例３＞計算例１、２は、減速機出力
軸側の分割点を検出した位置から、増分式エンコーダの
基準点を検出するまでの増分式エンコーダの出力パルス
数Ｐdef と減速機出力軸の角度θout の関係を表す２つ
のパラメタＰofs 、Ｐbas 又はＰofsi、Ｐbasiを用意し
て計算により角度を求めた。しかし、上記パラメタと実
質的に同様の情報を有する値を用意すればその他の方法
でも上記と同様の計算ができることは明らかである。本
計算例３においては、その一つの例として、すべての位
置における出力パルス数Ｐdef と出力軸の角度θout の
関係を表形式のデータとして記憶し、このデータを使っ
て測定されたＰdef から直接θout を求めるものであ
る。測定されたＰdef は予め設定された表データのＰde
f の値とは、機械的誤差を含む測定誤差により必ずしも
一致しないので、この計算例では、測定したＰdef に対
して、予め設定された許容誤差範囲で表データを参照
し、出力軸の角度θout を求める。
【００６８】表１に、減速比１／Ｒ＝１／５０、エンコ
ーダ分解能Ｐenc ＝８１９２パルス／回転の要素を使用
して、エンコーダ軸分割数ｋ＝１８、原点位置間隔ｍ＝
２と設定した場合の数値例を示す。この表１において、
出力パルス数Ｐdef の値の基準間隔はΔＰdef ＝４５０
［pulse］ であり、測定された出力パルス数Ｐdef が表
中の値（以下Ｐdeftという。）に対して近接していれ
ば、当該Ｐdeftが検出されたとして表１の対応関係を適
用するものである。即ち、 Ｐdeft−Δε＜Ｐdef ＜Ｐdeft＋Δε ・・・・(14) ならばこのＰdeftを用いて表１を適用できる。ここで、
２Δε＜ΔＰdef ＝４５０［pulse］ である。表１中の
いずれのＰdeftを用いても上記式(14)が満たされない場
合には検出値をエラーとし、再検出を行う等の処理をす
る必要がある。
【００６９】
【表１】
【００７０】運用上の問題として、減速機出力軸の角度
を求める際の回転方向を、一方に限定せずに正逆両方向
で可能にすれば、例えば出力軸の動作領域の端部にロボ
ットアームがある場合でも動作領域外に出ることなく初
期化ができ、また、動作領域内において障害物が存在す
る可能性のある場合も障害物を回避して初期化を行うこ
とができるので、きわめて好都合である。このとき、遮
光板により分割点を検出するセンサは、同一の分割点を
検出する場合でも、回転方向の違いによりセンサ出力を
オンからオフに遷移させる場合と、オフからオンに遷移
させる場合とがある。一般にセンサの検出位置はその遷
移状態により異なる値を示すヒステリシス特性をもつ。
このため、特定方向で求めたＰdef とθout の関係（上
記パラメタ若しくは表データ）を用いて、該特定方向と
は逆の方向に移動して角度を求めると、上記ヒステリシ
スによりＰdef の値に検出誤差が生じ、位置の誤検出及
びこの誤検出に起因する出力軸角度の誤設定の危険性が
高まる。この対策として、移動方向毎に別々のパラメタ
もしくは表データを用意し、出力パルス数の検出時の移
動方向と同一の移動方向で予め求めておいたパラメタ若
しくは表データを使用し処理を行ってもよく、また、特
定の移動方向で求めたパラメタ若しくは表データを使っ
て処理を行うものの、該特定方向と逆の方向に移動して
初期化をする場合には、測定した出力パルス数或いは出
力軸角度に予め求めておいた補正値を加えて補正するよ
うにしてもよい。
【００７１】上記減速機出力軸の分割点を検出するセン
サは、出力軸を回転させてゆく際にセンサ出力がオンか
らオフへ変化する分割点とセンサ出力がオフからオンに
変化する分割点とを交互に通過するようになっている。
従って、センサ出力の変化状態により隣接する分割点を
区別できるが、上記の各計算例では分割点を通過すると
きのセンサ出力の変化状態の情報を使用していない。こ
の情報、即ち、遮光板が凸から凹（センサがオンからオ
フ）に変化したか、凹から凸（センサがオフからオン）
に変化したかの情報を使えば、隣接する分割点を出力パ
ルス数で区別する必要はなく、センサ出力の変化が同一
である減速機出力軸側の分割点のみを相互に区別すれば
よくなるため、出力パルス数Ｐdef の検出に許容される
誤差Δεは、±ΔＰdef ／２未満から±ΔＰdef 未満に
拡大し、初期化に必要な移動量（出力軸の回転角度）を
増大することなく角度検出の信頼性を高めることができ
る。逆に言えば、角度検出の信頼性を保持しながら初期
化時に必要な移動量（回転角度）を低減することができ
る。
【００７２】このセンサ出力の変化状態の情報を使う場
合、センサ出力の変化状態に応じて別々の（２組の）パ
ラメタ若しくは表データを用意し、センサ出力の変化状
態に適合したパラメタ若しくは表データを使用すること
ができる。また、特定のセンサ出力の変化状態で求めた
パラメタ若しくは表データを使って、センサ出力の変化
状態がパラメタ若しくは表データを求めたときと違う場
合には、予め求めておいた補正値を出力パルス数或いは
出力軸角度に加えて補正してもよい。なお、このセンサ
出力の変化状態の情報を使用する場合には、センサ出力
の変化状態が相互に同一となる位置のみが等間隔に形成
されていればよいので、必ずしも上記のようにセンサ出
力がオンである角度とオフである角度を同じにする必要
性はない。したがって、この方法は、加工技術上の制約
により遮光板の凹部と凸部の角度を同一に加工すること
が困難な場合の対策としても有効である。
【００７３】減速機出力軸の角度を求めるための移動の
範囲を動作領域内に限定する要請がある場合には、その
ための手段を講ずる必要がある。この手段の例として
は、図４に示すように遮光板４の形状を動作領域の端部
の一方４Ａを凹部とし、他方の端部４Ｂを凸部になるよ
うに加工し、センサが遮光板４の凹部４ａにある場合、
即ちセンサ出力がオフの場合には出力軸を反時計方向に
回転させる方向に移動方向を設定し、センサが遮光板４
の凸部４ｂにある場合、即ちセンサ出力がオンの場合に
は出力軸を時計方向に回転させる方向に移動方向を設定
する。このようにすると、復帰時の位置が動作領域の端
部４Ａにある場合には反時計方向に、動作領域の端部４
Ｂにある場合には時計方向に移動し、両端部以外の場所
にあるときにも動作領域内にて分割点に常に遭遇するの
で、初期化時に移動して最初に分割点を通過するまでは
必ず出力軸を動作領域内に留めることができる。この方
法は、減速機出力軸の角度を求めるための遮光板４に動
作方向を示す情報を加えるのみで実現できるため、新た
にセンサ等を設ける必要がなく、製造コストの上昇を招
くこともなく、センサ取付場所を確保する必要もない。
【００７４】ロボットアーム等のように動作領域が限定
されている用途においては、安全上の問題から動作領域
外に移動したことを速やかに検出して、動作を停止させ
なくてはならない。このため、減速機出力軸の角度を求
めるために使用した遮光板４，４’の動作領域外部を図
４、図５に示すように動作領域内部の等分割角度とは異
なる角度で分割し、動作中に増分式エンコーダの出力パ
ルス数を検出間隔を検出して分割角度を監視すれば、動
作領域外部に移動したことを検出することができる。こ
の方法も、減速機出力軸の角度を求めるための遮光板に
動作領域の外部であることを示す情報を加えるのみで装
置が実現できるため、新たにセンサ等を設ける必要がな
く、製造コストの上昇を招くこともなく、センサ取付場
所を確保する必要もない。
【００７５】図７は、減速機出力軸側の等分割点を検出
する手段として、上記実施例のフォトセンサ５に代えて
増分式エンコーダ２’を利用した場合を示す。増分式エ
ンコーダ２’を減速機出力軸７に接続して分割点検出セ
ンサとして用いることにより減速機出力軸７の分割精度
を高めることができるため、減速機出力軸側の分割数を
多くとり、角度を求めるための初期化時の移動量を小さ
くすることが可能となる。
【００７６】図８は、本実施例をロボットアームに適用
した場合を示す。この機構は、従来の原点検出装置とし
て設けられた遮光板４及びフォトセンサ５を、遮光板４
の形状を変えるだけでそのまま使用できるため、角度を
検出するために装置の大型化や複雑化を招くことがな
く、製造コストを抑制しながら検出精度を犠牲せずに初
期化時のアーム８の移動量を低減することができる。こ
の場合、上述のように遮光板４の簡易な変更により動作
領域の検出を行うことも可能になり、また、動作領域内
に移動範囲を限定するように制御することも可能であ
る。
【００７７】次に第１実施例の変形例として、直動軸の
位置を検出する実施例について説明する。上記の実施例
においては、アーム８に代表されるような回転軸の回転
角度を検出する装置及び方法について述べてきたが、図
９〜１１は回転運動型ではなく直線運動型のロボットス
テージに適用した例である。
【００７８】まず図９は、ボールネジの回転によりステ
ージが直線運動を行う装置の実施例である。図におい
て、モータ１には増分式エンコーダ２が取り付けられて
おり、このモータ１の出力軸にはカップリング１６を介
してボールネジ１１が接続されている。このボールネジ
１１はモータ１の回転を伝達すると共に、実質的にモー
タ１の回転を減速させる減速機の役割も有している。さ
らに、ボールネジ１１上にはステージ１４が取り付けら
れており、このステージ１４の下部には磁気式センサ１
３が固定されている。一方遮蔽板１２は、等間隔の凹凸
形状を有しており、かつ磁気式センサ１３と対向する位
置に設置されている。そして、これらの直線運動機構部
はベース１５に固定されている。
【００７９】モータ１が回転するとボールネジ１１も回
転し、その結果ステージ１４はボールネジ１１上を図の
矢印方向に直線運動を行う。この直線運動に伴い磁気式
センサ１３からは遮蔽板１２の位置に応じた２値信号が
出力される。本例の位置検出方法については、上述した
回転角の実施例のものと同様であるので説明は省略す
る。
【００８０】図１０は、ボールネジナットの回転により
ステージが直線運動を行う装置の実施例である。図にお
いて、モータ１には増分式エンコーダ２が取り付けられ
ており、このモータ１の出力軸はタイミングベルト１７
を介して図示しないボールネジナットと接続されてい
る。このボールネジナットはボールネジ１１に嵌合され
ている。このボールネジナットとボールネジ１１はモー
タ１の回転を伝達すると共に、実質的にモータ１の回転
を減速させる減速機の役割も有している。さらに、ボー
ルネジ１１上にはモータ１と一体となってステージ１４
が取り付けられている。このステージ１４下部の磁気式
センサ１３、及び遮蔽板１２、ベース１５は図９に示す
ものと同等である。
【００８１】モータ１が回転するとボールネジナットも
回転し、その結果ステージ１４はボールネジ１１上を図
の矢印方向にモータ１と共に直線運動を行う。この直線
運動に伴い磁気式センサ１３からは遮蔽板１２の位置に
応じた２値信号が出力される。本例の位置検出方法につ
いても上述した回転角の実施例のものと同様である。
【００８２】上述した例（図９、図１０）においては、
分割点を検出するセンサとして磁気式センサ１３を用い
たが、もちろんこれに限られるわけではない。ただし、
ボールネジ１１を用いる直線運動装置にあっては、ボー
ルネジ１１とステージ１４との間の潤滑が必要なので、
通常はその滑動部分に潤滑油を使用する。このため、潤
滑油等が周囲に飛散し易く、もしも光学式のセンサを使
用する場合はセンサに潤滑油等が付着し光路が塞がれて
しまう恐れがある。従って、このような影響（潤滑油等
の飛散による影響）を受けにくいセンサを用いることが
望ましい。本例のような磁気式センサ１３は不要物の付
着による悪影響が少なく好適である。
【００８３】図１１は、ベルトの移動によりステージが
直線運動を行う装置の実施例である。図において、モー
タ１には増分式エンコーダ２が取り付けられており、こ
のモータ１の出力軸は減速機２０及びプーリ（図示せ
ず）を介してエンドレス状に形成されたベルト１９と接
続されている。そして、図示しないステージがベルト１
９に固定されている。さらに、このベルト１９の端部に
は凹凸状の遮光部１８がベルトと一体になって形成され
ている。一方、フォトセンサ５は遮光部１８と対向する
位置に、図示しない固定部によって取り付けられてい
る。本実施例においてはフォトセンサ５はステージとは
別の部材に取り付けられており、常に一定位置に固定さ
れている。
【００８４】モータ１が回転するとベルト１９が直線運
動を行い、その結果ステージはベルト１９上を図の矢印
方向に直線運動を行う。この直線運動に伴いフォトセン
サ５からは遮光部１８の位置に応じた２値信号が出力さ
れる。本例の位置検出方法についても上述した回転角の
実施例のものと同様である。
【００８５】なお、本例においてはセンサとして光学式
のフォトセンサを用いたがもちろんこれに限られるわけ
ではない。本例の場合は図９や図１０の例と異なり潤滑
油等の不要物が飛散しにくく、光学式のセンサを用いて
も光路が塞がれる等の悪影響が起こりにくい。
【００８６】[ 第２実施例 ]次に、図１２及び図１３を
参照して本発明の第２実施例を説明する。この実施例
は、上記実施例のように減速機出力軸の分割点を等間隔
に設定せずに、予め設定された所定の間隔に設定したも
のである。増分式エンコーダの基準点はエンコーダの１
回転間隔で検出されるので基準点間隔は常に一定間隔で
検出される。一方、分割点の設定は、分割点を検出した
時点から基準点を検出した時点までに測定された出力パ
ルス数Ｐdef と、この分割点若しくは分割点に対応した
基準点の位置とが１対１に対応していれば、任意の位置
に設定することができる。
【００８７】図１２は分割点の位置を、隣接した分割点
毎に、出力パルス数Ｐdef がそれぞれ５ΔＰdef 、２Δ
Ｐdef 、１ΔＰdef 、４ΔＰdef 、３ΔＰdef の間隔に
なるように設定されている。この場合、図１２にはエン
コーダ軸の１回転毎に減速機出力軸の位置を求めるよう
に示されているが、上述のようにエンコーダ軸の何回転
毎に測定できるように設定するか（上記式(1) のｍの設
定）は任意である。このように出力軸の分割点が等間隔
にされていない場合でも、各分割点に対応した出力パル
ス数と出力軸の角度とが１対１に対応していれば、出力
軸に設定された分割点が動作範囲内で相互に識別可能に
なるから、上記と同様に計算を行うか、表データを参照
する等して出力軸の角度を求めることができる。
【００８８】図１３は本実施例の変形例を示すものであ
り、図１２の実施例と同様に各出力パルス数と出力軸の
角度とが１対１に対応するように分割点の位置を設定し
たものである。この例では、増分式エンコーダが何回転
する毎に出力軸の角度を検出するかが定まっておらず、
分割点の間隔によってエンコーダの回転数が相互に異な
っている。最初の出力パルス数は１ΔＰdef であり、こ
の出力パルス数に対応する分割点はエンコーダ軸の２回
転目の基準点に割り当てられている。次の出力パルス数
は３ΔＰdef であり、この出力パルス数に対応する分割
点はエンコーダ軸の４回目の基準点に割り当てられる。
さらに次の出力パルス数は２ΔＰdef であり、この出力
パルス数に対応する分割点はエンコーダ軸の９回転目の
基準点に割り当てられている。このように、分割点の間
隔は、相互に異なるエンコーダ軸の回転数に対応する異
なる間隔に設定されていてもよい。
【００８９】なお、上記各実施例では出力軸の動作領域
内で所定の原点復帰動作を行う場合を例にとって説明し
たが、出力軸に動作領域が設定されておらず、全周にわ
たり移動可能な場合にも当然適用できるものである。
【００９０】また、出力軸が複数回転可能な状態にある
場合には、出力軸の角度に対して常にエンコーダ軸の基
準点が所定の関係にあるようにしなければならず、出力
軸の１回転分の移動量がエンコーダ軸の１回転分の移動
量で割り切れるように減速比が設定されている必要があ
る。勿論、出力軸の動作領域が限定されており、出力軸
が常にその動作領域内にあるように制御されている場合
には、出力軸とエンコーダ軸との関係を上記のように制
限する必要はない。
【００９１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は以下の効果
を奏する。
【００９２】請求項１によれば、最大で減速機に接続さ
れた移動機構の等分割位置とエンコーダ軸１回転分だけ
移動機構を移動すれば、パルス計数手段により出力パル
ス数の測定ができ、この出力パルス数から位置算出手段
により減速機に接続された移動機構の位置を求めること
が可能となるので、検出精度を犠牲にすることなく、初
期化時の移動機構の移動量（位置）を従来よりも大幅に
低減できるとともに移動時間を短縮することができる。
【００９３】請求項２によれば、記憶手段により設定計
数値とこれに対応する移動機構の位置に関する情報を保
持し、記憶値によって出力パルス数に対応する位置を求
めるように構成したので、複雑な演算処理が不要とな
る。
【００９４】請求項３によれば、分割点を等間隔で設定
するとともに、この設定周期を基準点に対応した周期と
は異なる周期にしたことにより、分割点の間隔と基準点
の間隔との関係を規定するパラメタを保持するだけで簡
易に移動機構の位置を算出することができる。
【００９５】請求項４によれば、僅かな移動量で迅速に
移動機構の位置の初期化が可能な位置検出装置を構成で
きる。
【００９６】請求項５によれば、特定された分割点又は
設定計数値に基づいて、増分式エンコーダの位置検出値
を上記の特定された結果に対応する位置に設定すること
により、分割点の検出精度如何に拘わらず増分式エンコ
ーダの検出精度で位置設定ができるので、初期化精度の
向上と、分割点検出手段のコスト低減を図ることができ
る。
【００９７】請求項６によれば、分割点検出手段の検出
信号の遷移状態を検出することにより分割点を選別する
情報として検出信号を用いることができるので、分割点
又は設定計数値の特定が容易になり、前記分割点又は設
定計数値の設定の自由度が高まる。即ち、当該遷移状態
の情報と分割点を示す情報とを組み合わせて各分割点を
相互に識別できるようにすれば足りるので、分割点自体
を示す情報量を減少させることが可能になる。
【００９８】請求項７によれば、移動機構の移動範囲が
限定される場合があり、この場合には、この範囲内に分
割点を設定すればよい。
【００９９】請求項８によれば、範囲検出手段を設け
て、移動機構が移動範囲外にある場合には移動範囲内に
向けて回転させることにより、範囲内への復帰動作と初
期化動作とを同時並行して行うことができる。
【０１００】請求項９によれば、範囲検出手段を、移動
範囲の内外で異なる間隔で設定した分割点の検出間隔を
測定する手段とすることにより、別途検出器を設ける必
要がないため、検出器の設置場所が不要となり、しかも
製造コストを低減することができる。
【０１０１】請求項１０によれば、移動機構が移動範囲
の端部にあるときには必ず当該範囲の内側へ移動し、端
部以外の中間位置にある場合にも必ず当該範囲内におい
て分割点と遭遇するようになっているため、初期化時の
移動に際しては常に当該範囲外へ移動機構が出ることが
ないように制御できる。
【０１０２】請求項１３によれば、検出精度を犠牲にす
ることなく、初期化時の移動機構の移動量を従来よりも
大幅に低減できるとともに初期化時間を短縮できる。
【０１０３】請求項１４によれば、出力パルス数と分割
点との間に１対１の対応関係を設定することにより、得
られた出力パルス数に対して確実に位置を求めることが
できる。
【０１０４】請求項１５によれば、隣接する複数の分割
点を相互に異なる検出信号で検出するとともに、該複数
の分割点毎に異なる出力パルス数を対応させることによ
り、検出した所定の出力パルス数に対して複数の分割点
を特定し、該複数の分割点に対しては検出信号により相
互に識別することができるので、初期化移動量を増大さ
せずに分割点の検出誤差の許容範囲を大きくとることが
できるか、若しくは、分割点の検出誤差の許容範囲を確
保しながら初期化時の移動量を低減させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る位置検出方法の第１実施例を説明
するためのタイミングチャートである。
【図２】同実施例の位置検出方法の手順を示すフローチ
ャートである。
【図３】同実施例の位置検出方法を実施する装置の概略
斜視図である。
【図４】同実施例の遮光板の形状（等間隔凹凸加工）の
一例を示す説明図である。
【図５】同実施例の遮光板の形状（スリット状加工）の
一例を示す説明図である。
【図６】同実施例の変形例の増分式エンコーダの仮想基
準点を用いる方法を説明するためのタイミングチャート
である。
【図７】同実施例の変形例の分割点検出手段として増分
式エンコーダを用いる装置を示す図である。
【図８】同実施例をロボットアームの駆動機構に適用し
た場合の構造を示す概略側面図である。
【図９】同実施例をボールネジ回転型のロボットステー
ジ駆動機構に適用した変形例の構造を示す概略側面図で
ある。
【図１０】同実施例をナット回転型のロボットステージ
駆動機構に適用した変形例の構造を示す概略側面図であ
る。
【図１１】同実施例をベルト移動型のロボットステージ
駆動機構に適用した変形例の構造を示す概略側面図であ
る。
【図１２】本発明に係る第２実施例を説明するためのタ
イミングチャートである。
【図１３】同実施例の変形例を説明するためのタイミン
グチャートである。
【図１４】従来の原点検出方法の一例を説明するための
概念図である。
【図１５】従来の動作領域を検出する方法の一例を説明
するための概念図である。
【符号の説明】
１ モータ ２ 増分式エンコーダ ３、２０ 減速機 ４ 遮光板 ５ フォトセンサ ６ 制御装置 ７ 減速機出力軸 ８ アーム ９ 原点センサ １０ 動作領域検出センサ １１ ボールネジ １２ 遮蔽板 １３ 磁気式センサ １４ ステージ １５ ベース １６ カップリング １７ タイミングベルト １８ 遮光部 １９ ベルト

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の回転軸と、該第１の回転軸の角度
    を測定する増分式エンコーダと、前記第１の回転軸に減
    速機を介して接続された移動機構とを有し、前記移動機
    構の位置を前記増分式エンコーダの出力パルスにより検
    出する位置検出装置において、 前記移動機構の移動範囲を複数に分割することにより設
    定された複数の分割点を検出する分割点検出手段と、前
    記増分式エンコーダの基準点を検出する基準点検出手段
    と、前記第１の回転軸を回転させて前記移動機構を作動
    させた状態で、前記基準点検出手段により前記基準点が
    検出された時点と前記分割点検出手段により前記分割点
    が検出された時点との間の前記増分式エンコーダの出力
    パルスを計数するパルス計数手段と、該パルス計数手段
    により測定された計数値を前記分割点毎に設定される設
    定計数値と実質的に比較して前記分割点又は前記設定計
    数値を特定することにより前記移動機構の位置を算出す
    る位置算出手段とを有し、前記分割点毎に設定された前
    記設定計数値が少なくとも前記移動機構の所要位置範囲
    で相互に異なる値になるように前記分割点を設けたこと
    を特徴とする位置検出装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記設定計数値及び
    これに対応する前記移動機構の位置に関する情報を記憶
    値として保持する記憶手段を備え、前記位置算出手段
    は、前記パルス計数手段により得られた前記出力パルス
    数に従って特定された前記分割点又は前記設定計数値に
    対応した前記位置を前記記憶値に基づいて求めるように
    構成されている位置検出装置。
  3. 【請求項３】 請求項１において、前記分割点は前記増
    分式エンコーダの前記基準点に対応した周期とは異なる
    周期で等位置間隔に設定されている位置検出装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、前記位置算出手段を
    前記移動機構の位置の初期化時にのみ用いて該位置の絶
    対値を設定し、初期化後には、測定された前記増分式エ
    ンコーダの出力パルスを積算して前記移動機構の位置を
    得るように構成された位置検出装置。
  5. 【請求項５】 請求項１において、前記位置算出手段
    は、前記設定計数値と前記計数値とを比較して、前記計
    数値に対応する前記分割点又は前記設定計数値を特定す
    る手段と、特定された前記分割点又は前記設定計数値に
    基づいて、前記増分式エンコーダの位置検出値を前記分
    割点又は前記設定計数値に対応する位置に設定する初期
    化手段とを有する位置検出装置。
  6. 【請求項６】 請求項１において、前記分割点検出手段
    は、前記分割点を境界として検出信号が複数の状態間を
    遷移するように構成されているとともに、前記検出信号
    の遷移方向を識別する手段を有し、前記位置算出手段
    は、前記計数値と識別された該遷移方向とに応じて前記
    分割点又は前記設定計数値を特定するように構成されて
    いることを特徴とする位置検出装置。
  7. 【請求項７】 請求項１において、前記移動機構の移動
    範囲が限定されており、該移動範囲内に前記複数の分割
    点が設定されている位置検出装置。
  8. 【請求項８】 請求項７において、前記移動機構が前記
    移動範囲内にあるか否かを検出する範囲検出手段を設
    け、前記移動機構が前記移動範囲外に位置している場合
    には前記移動機構を常時前記移動範囲内へ回転させるよ
    うに構成されていることを特徴とする位置検出装置。
  9. 【請求項９】 請求項７において、前記移動機構が前記
    移動範囲内にあるか否かを検出する範囲検出手段を設
    け、該範囲検出手段は、前記分割点を前記移動範囲の内
    外で異なる間隔で設定し、前記分割点検出手段の検出間
    隔を測定する手段であることを特徴とする位置検出装
    置。
  10. 【請求項１０】 請求項７において、前記移動範囲の一
    方の端部では前記分割点検出センサの出力が第１の状態
    になるように構成し、前記移動範囲の他方の端部では前
    記分割点センサの出力が第２の状態になるように構成
    し、前記分割点検出センサの出力が前記第１の状態にあ
    る場合には前記移動機構を前記他方の端部に向けて移動
    させるように構成し、前記分割点検出センサの出力が前
    記第２の端部にある場合には前記移動機構を前記一方の
    端部に向けて移動させるように構成して前記出力パルス
    数を測定することを特徴とする位置検出装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１において、前記移動機構は第
    ２の回転軸であり、検出される位置は該第２の回転軸の
    回転角度であることを特徴とする位置検出装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１において、前記移動機構は直
    動軸であり、検出される位置は該直動軸の移動距離であ
    ることを特徴とする位置検出装置。
  13. 【請求項１３】 減速機を介して移動機構に接続された
    増分式エンコーダを用いて該移動機構の位置を求める位
    置検出方法において、 前記移動機構の分割点と前記増分式エンコーダの基準点
    との位置関係を予め求めておき、前記移動機構の移動範
    囲を分割して設定した複数の分割点を検出した時点と、
    前記増分式エンコーダの基準点を検出した時点との間の
    前記増分式エンコーダの出力パルス数を測定し、該出力
    パルス数に対応する前記分割点を前記位置関係から特定
    し、当該分割点に対応した前記移動機構の位置を算出す
    ることを特徴とする位置検出方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３において、前記出力パルス
    数と前記分割点との間には１対１の対応関係を設定した
    ことを特徴とする位置検出方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１３において、前記移動機構の
    分割点のうちの隣接する複数の前記分割点を相互に異な
    る検出信号で検出し、該複数の前記分割点毎に異なる前
    記出力パルス数を対応させたことを特徴とする位置検出
    方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１３において、前記移動機構は
    第２の回転軸であり、検出される位置は該第２の回転軸
    の回転角度であることを特徴とする位置検出方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１３において、前記移動機構は
    直動軸であり、検出される位置は該直動軸の移動距離で
    あることを特徴とする位置検出方法。
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