JPS58205211A - 障害自己診断機能付パルスエンコ−ダ - Google Patents

障害自己診断機能付パルスエンコ−ダ

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JPS58205211A
JPS58205211A JP57088005A JP8800582A JPS58205211A JP S58205211 A JPS58205211 A JP S58205211A JP 57088005 A JP57088005 A JP 57088005A JP 8800582 A JP8800582 A JP 8800582A JP S58205211 A JPS58205211 A JP S58205211A
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宏 石田
Shigeyuki Ushiyama
牛山 重幸
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/22Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
    • H03M1/28Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
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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】 本発明は障害自己診断機能付パルスエンコーダに関し、
特に、発光ダイオード(以下LEDと称する)を使用し
た光学式パルスエンコーダにおいて、LEDのリード線
断線、パルスエンコーダの供給電圧の低下、或いは信号
出力素子の出力トランジスタの不良等の異常検出機能を
有する・やルスエンコーダに関する。
一般に、パルスエンコーダはモータの回転角度および回
転速度を検出し、その検出出力を数値制御装置に与える
ものである。数値制御装置はパルスエンコーダからの検
出出力に応じて、モータの回転角および回転速度を制御
してモータの回転軸に結合している工作物を所望の位置
に位置決めする。
・ぐルスエンコーダにおいて、上記の如き異常が発生す
ると、その出力は不定になり、これを受ける数値制御装
置はモータの回転角や回転速度を正しく制御できなくな
り、モータが暴走してしまうことがある。
従来、・やルスエンコーダに上記の如き異常検出機能が
ついていなかったので、数値制御装置やモータの暴走が
しばしば生じていた。
従って、本発明の目的は、・クルスエンコーダ内のLE
Dに対する給電用電源回路における障害を、出力僻の駆
動回路における出力ゲートで診断するという横断に基づ
き、ノ等ルスエンコーダに障害自己診断機能を付加しそ
れにより数値制置装置およびこれによって制御されるモ
ータの暴走を防止することにある。
上記の目的を達成するために、本発明により掃供される
ものけ、アノードが電源に接続されており、カソードが
抵抗を介して接袖されている発光、ダイオードと、符号
板および固定板を介して該発光ダイオードからの光を受
けて電気的信号に変換する受光素子と、該受光素子から
の電気的信号を矩形波信号に変換し、制御端子を有する
出力ダートを介して該矩形#信号を出力する駆動回路と
を具備スる・ぐルスエンコーダにおいて、該発光ダイオ
ードのカソードを該出力ff−)の制御端子に接続し、
該出力ダートの出力Kn矩形波信号が現われないときに
障害が発生したとみなすようにしたととを特徴とする障
害自己診断機能付・平ルスエンコーダである。
以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
t41図は本発明に係る・やルスエンコーダを模式的に
示す側面図である。第1図において、モータ1に結合さ
れている回転軸2は継手3を介して回転軸4に結合され
ており、この回転軸4に符号板5が固定されている。符
号板5の上部に発光ダイオード61 .62  * 6
sが設けられている。符号板5の下部に固定板7が設け
られており、固定板7の下にフォトセル8が設けられて
いる。フォトセル8の出力は駆動回路9によって増幅さ
れ波形整形されて出力され、その出力信号は図示しない
数値制御装置に入力される。
第2図(&)は第1図に示した符号板5の1例の模式的
平面図である。第2図(a)において、符号板5の外周
部には、金属蒸着によって光遮断模様10が等間隔に設
けられており、光遮断模様10の間は光透過部11とな
っている環12が設けられている。符号板5の内周部に
は、−ケ所のみに光透過部13を設け、他を光遮断領域
14とした環15が設けられている。
第2図(b)は第1図に示した固定板7の1例の模式的
平面図である。第2図(b)において、坑2図(8)の
環12に対応する位置に、金属蒸着による光遮断模様1
6,17.IR,19が設けられている。
光遮断模様16と17とは互いに位相が180吋れてい
る。同様に光遮断模t#18と19とも互いに位相がI
R(16−j″れている。また、光遮断模様16と18
とは互いに位相が90″t′れており、光遮断模様17
と19とも互いに位相が90’′rれている。また、@
2図(a)の環15に対応する位(fに、光透過部13
をて対応する光透鍋部20が設けらflている。
発光ダイオード61  + 6z  + 63から発光
される光は、回転中の符号板5に設けられた光透連部お
よび固定板7罐けられた光透過部を通運すると、フォト
セル8によって受光されて電気的信号に変換される。
第3図は第1図のフォトセル8の出力に得られる電気的
信号の1例を示す波形図である。第3図において、波形
aは第2図(a)の光透過部11および第2図(b)の
光遮断模様16を透過して来た光を電気的信号に変換し
たものである。同様に、波形&は11と17を透ボして
来た光、波形すは11と19を透過して来た光、波形b
H11と18を透過して来た光をそれぞれ電気的信号に
変換し念ものである。波形2は符号板5の光透過部13
と固定板7の光透過部20を透過した光を電気的信号に
変換したものである。第3図かられかるように、aとa
は互いに1800だけ位相がずれており、bとbも互い
に180突は位相がずれている。このように180°位
相のずれた信号は数置制御装置にとって、耐ノイズ特性
を向上させるために有用である。また、aとblおよび
aとbは互いに906位相がずれているが、このよう[
90°位相のずれた信号はモータの回転方向を検出する
ために用いられる。信号!はモータ回転軸の回転角度の
開明;に甲いられる、 第4図は本発明による障害自己診断機能付パルスエンコ
ーダの一実施例を示すブロック回路図である。第4図に
おいて、発光ダイオード6!および62は直列接続され
ており、発光ダイオード61のアノードは電源+Eに接
続されており、発光ダイオード62のカソードは抵抗R
,を介して接地されている。同様に、発光ダイオード6
3および6、も直列接続されており、発光ダイオード6
、のアノードは電源十EVC,発光ダイオード6n の
カソードは抵抗R2を介して接地されている。発光ダイ
オード61は固定板7(第2図)の光遮断模様16およ
び17に対応して位置付けられ発光ダイオード62は光
遮断模様18および19に対応して位置付けられている
。発光ダイオード63は固定板の光透過部20に対応し
て位置付けらflている。発光ダイオード6D は発光
ダイオード63の光量変化率を発光ダイオード61およ
び62と等1−くするために挿入されたダシ−のLED
である一発光ダイオード61ないし6sからの光はそれ
ぞれ、フォトセル8!ないし83によって受光され、第
3図に示した如き電気信号に変換され、駆動回路9に入
力される。駆動回路9け、フォトセル81ないし8sか
らの信号をそれぞれ増幅するアンプ211  +21g
  5213とこれらのアンプにより増幅された信号を
それぞれ矩形波整形して出力する駆動素子221  +
22t  +22gとを備えている。駆動素子221 
.222  + 22gはそれぞれ駆動部231 .2
32  +233 と、出力グ、ト24 l+ 242
 .24)1 とを備えている。出力’I”  )24
1 .241  + 24*から出力信号AとA、Bと
B、および2と2が出力される。
このような発光ダイオードを用いた光学式/G’ルスエ
ンコーダの場合、LEDの内部のリード線断線はエンコ
ーダにとって致命的な障害になる。また、電源電圧+E
は通常は5vであるが、ある一定の値以下、例えば3.
5V以下になると、電気回路の素子が誤動作する可能性
があるため、やはシェンコーダの出力信号にとっては障
害になる。
従来の・法スエンコーダ〒は、LED内部のリード線断
線や電源電圧の低下を検出する機能が付加されていなか
ったので、このような障害が発生するとパルスエンコー
ダの出力が不定になり、数値制御装置やモータが畢走す
るとい、う事故がしばしば生じた。
そこで本発明により発光ダイオード62のカソードを駆
動回路9の出力r)24t に設けらilでいる制御端
子C1に接続した。発光ダイオード61夛たは62の内
部のリード線が断線した場合、或いは電源電圧+Eが低
下]7たときは制御1端子C1における電圧が低下し、
それにより出力り°−ト241の出力信号Aおよび人が
共にローレベル(f7)となる。出力デート24!の2
つの出力は排布J的論理和f−)251 に入力されて
おり、出力り°−ト24+の2つの出力が共にLになる
と、’+゛−1・251の出力であるアラーム検出信号
Xはハイレベル(印になり、障害が検出される。同様に
、発光ダイオード6r、のカソードは出力ダート242
の制′S端子C2に接続されてふ・す、排他的論理和グ
ー1252の出力YがHとなるととにより、障害が検出
される。出力ダート24.の制御端子C3は木実施例に
おいては電源十Eに接続されており障害検出のためには
使用されていない。
第5図は第4図の回路の出力電圧波形図である。
第5図において、正常時は、出力Aと^、Bとπ2と7
はそれぞれ互いに1800位相がずれている。
時刻tにおいて、発光ダイオード61またけ62が断線
すると、発光ダイオード82のカソードの電位、すなわ
ち出力ダート241の制御端子C1の電位がOVになる
ため、出力AおよびKが共にLになる。従って、f−ト
251の出力XはHとなシ、障害が検出される。
同様に、発光ダイオード63または6Dが断線すると、
ダート25!の出力YがHとなり、障害が検出される。
また、電源電圧が約3.5v以下になると、発光ダイオ
ード62および6D のカソードの電位は約1.2Vと
なるが、この電圧は出力ダート251および25.の制
御端子C1およびC,においてはLとみなされるので、
出力ダート24□および242の出力A、^I B l
百はすべてLとなシ、デート251および25!の出力
XおよびYが共にHとなって障害が検出される。
アラーム検出信号XおよびYのいずれかがHとなったと
き、数値制御装置およびモータの動作を停止させるよう
にシステムを構成しておけば、LEDの断線や電源電圧
の低下により数値制御装置やモータが暴走するという事
故を;然に防ぐことができる。
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく
、種々の変形が5r訃である。例えばアラーム検出信号
出力用のダートは排他的論理和ダートに替えて、排他的
否定論理和f−)としてもよい。また、発光ダイオード
6つ のカンードをZ相の出力1’−)24!の制御端
子C8にも接続してもよい。また発光ダイオード6zあ
るいは6D の出力をア/ゾを介して出力f−)24.
あるいは242に接続してもよい。
以上説明したように、本発明によシ・臂ルスエンコーダ
内のLEDに対する給電用電源回路における障害を出力
側の駆動回路における出力デートで診断することにより
、パルスエンコーダに障害自己診断機能を付加すること
ができ、従って数値制御装置およびこれによって制御さ
れるモータの暴走は未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るパルスエンコーダを模式的に示す
平面図、第2図C)は第1図に示した符号板の1例の模
式的平面図、第2図(b)は第1図に示した固定板7の
1例の模式的平面図、第3図は第1図のフォトセル8の
出力に得られる電気的信号の1例を示す波形図、第4図
は本発明による障害自己診断機能付)4ルスエンコーダ
の一実施例を示す回路図、そして第5図は第4図の回路
の出力電圧波形図である。 1・・モータ、2回転軸、5・・・符号板、61〜63
010発光ダイオード、7・・・固定板、訃・・フォト
セル、9・・・駆動回路、241〜243・・・出力e
−ト、C1〜C3・・・制御端子、X、Y・・・アラー
ム検出化量1 コ 第2 m (Q)       ラ 第30 ヂ4ρ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、7ノードが電源に接続されており、カソードが抵抗
    を介して接地されている発光ダイオードと、符号板およ
    び固定板を介して該発光ダイオードからの光を受けて電
    気的信号に変換する受光素子と、該受光素子からの電気
    的信号を矩形波信号に変換し、制御端子を有する出力ダ
    ートを介して該矩形波信号を出力する駆動回路とを具備
    するノ9ルスエンコーダにおいて、該発光ダイオードの
    カソードを該出力e−トの制御端子に接続し、該出力ブ
    ートの出力に該矩形波信号が現われないときに障害が発
    生したとみなすようにしたことを特徴とする障害自己診
    断機能付・母ルスエンコープ。
JP57088005A 1982-05-26 1982-05-26 障害自己診断機能付パルスエンコ−ダ Granted JPS58205211A (ja)

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