JPS62276409A - ロ−タリエンコ−ダ - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、必要な分解能で、かつ高精度での位置決め等
が可能なロータリエンコーダに関するものである。

［従来の技術及びその問題点コ 近年、ロボット、自動機械の発達とともに、その制御の
ために回転、又は直線上の位置検出装置であるエンコー
ダ（位置付号発生装置）が広く利用されている。このう
ち、回転角変位計測用のロータリエンコーダ（回転角位
置付号発生装置）はサーボモータ等の被制御物の駆動源
と組合わせて被制御物の位置制御に利用されている。

従来、最も多く用いられている光学式ロータリエンコー
ダの光学円板の構成を第５図に示す。

第５図図示の如く、光学円板１００は被制御物の動きに
対応して回転する駆動軸１１０に、その回転中心を貫通
する形で固着されている。そして光学円板１００は、中
心より所定半径の全円周１０２上に中心より見て放射状
に所定の角度α毎に円板１００の厚み方向に、光を透過
／遮断するスリット１０１が配設されている。なお、こ
のスリット１０１は光を透過／遮断できるものであれば
よく、透明部分と不透明部分とを交互に配設したもので
あってもよい。

以上の構成の、光学円板１００のスリット列１０１を挾
む形で対向して発光素子１０５と受光素子１０６とを第
６図に示す如くに配設し、光学円板１００の回転により
、この発光素子１０５より発光された光がスリット１０
１を透過して受光素子１０５に到達する場合と、スリッ
ト１０１でない部分で遮断されて受光素子１０５に到達
しない場合とが交互に発生する。従って、受光素子１０
５でこの光を検出することにより、光学円板１００の回
転量を検出することができるものである。

しかし、光学円板に設けられたスリットは固定的なもの
であり、サーボモータの製造メーカは要求される分解能
や要求される信号出力の大きさ等に合わせてスリット数
が変わる。このため、サーボメーカはその要求される種
類のスリット数を備えた光学円板を備えなければならな
かった。

また、光学式に替え、磁気式ロータリエンコーダを用い
る場合であっても、例えば高保磁力ｔｎ性材料を塗布し
た、回転円板の第５図に示す光学円板１００のスリット
１０１を配設した円周位置に対応する位置（又は円板の
外周面）に、予め他の特定装置を用いて磁気記録目盛を
記録しておくことが必要であった。このため、サーボモ
ータに要求される位置制御の精度に一致させた分解能の
該磁気記録目盛が記録された回転円板を予想される仕様
の種類数用意し、サーボモータ組立て時に、精度に合わ
せた回転円板を備えるエンコーダを選択していた。

近年の自動制御技術の発達により使用目的により多種多
様の分解能を僅えるものが要求されており、高信顆性な
ものが要求されてきている。このため非常に多くの種類
のエンコーダを備えなければこのような要求に答えられ
なかった。

〔発明の目的］ 本発明は上述従来技術の問題点に鑑みなされたもので、
必要とする任意の分解能の磁気目盛情報を書込み可能と
し、該書込み位置情報を読出し、検出することにより、
単一種によって確実に、かつ無駄なく、所望の位置制御
が可能となるロータリエンコーダを提供することを目的
とする。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明に係る一実施例の回転円板、及び磁気ヘ
ッドの位置関係を示す。

図中、１ｏは本実施例の書込み／読出し可能な磁気ヘッ
ド、２０は回転円板、３０は被制御物の移動二に対応し
て回転する駆動軸である。回転円板２０の少なくとも一
点鎮線で示す所定半径の円周上面は高保磁力を備えた磁
性材料を塗布してあり、該磁性材料塗布面対向位置に図
示の如く磁気ヘッドが配設されている。

そしてこの回転円板２０上の所定半径の円周上面に磁気
ヘッド１ｏにより所定のピッチで磁気記録目盛を書込み
可能である。該エンコーダをサーボモータ等に組み込ん
だ後においてもこの書込みは可能である。制御時にはこ
の先に記録した磁気記録目盛（位置情報）を磁気ヘッド
で読出し、所望の位置制御を行なうものである。

なお、このとき、回転円板２０上の位置情報として、所
望の磁気記録目盛位置情報のみではなく、この磁気記録
目盛間に必要な位置情報を書込み、特別な位置の検出も
可能である。このため、停止位置指定等も極めて高精度
で制御を行なえ、理論的に無限のピッチで記録したスリ
ット列を備えたのと同等のロータリエンコーダにするこ
とができる。

この磁気ヘッド１０．及び回転円板２０を組込んだエン
コーダ５０の断面略図を第２図に示す。

第２図中２０は第１図に示した回転円板、３０は回転円
板２０を回転中心で支持し回転させる駆動軸、４０は書
込み信号線５６よりの書込み信号によって磁気ヘッド１
ｏに対しての書込み制御を行ない、回転円板２ｏに任意
のピッチで磁気目盛を書込むと共に、磁気ヘッド１ｏよ
りの読出し制御を行ない、読出し信号５７より磁気目盛
読出し信号を出力する制御基板、４１は制御基板４ｏよ
りの書込み／読出し信号線５６．５７より構成される人
出力インタフェースケーブル、５１は制御基板を保護す
る保護カバー、５２．５３は駆動軸３０を回転可能に軸
支する本体支持ベース、及び本体メインベースである。

また５４は回転円板２０を磁気ヘッド１０に所定の接触
圧で圧接させるリング形状スポンジ状弾性体、５５は該
弾性体５４を支持するバックプレートである。

本実施例では、回転円板２ｏには何らの磁気記録目盛も
書き込まれていない状態で公知の方法でこのロータリエ
ンコーダを組立てる（第３図ステップＳ２）。

そしてこの状態で流通経路に乗り、例えばサーボモータ
製造メーカに販売される（第３図ステップＳ２）。

サーボモータメーカでは、例えばこのエンコーダを顧客
の仕様に関係なく、サーボモータと一体に組上げておく
。即ち、第２図鎖線で示す如くエンコーダの本体メイン
ベース５３及び本体支持ベース５２を取付金具６０を介
してサーボモータ６５に固定し、駆動軸３０をサーボモ
ータ６５の駆動軸の一方６６に連結しておく。

そして、モータの出荷時等で顧客の要求する各種仕様が
判明した段階で、回転円板に仕様に合せたピッチで磁気
記録目盛を書込む。この磁気記録目盛の書込みは第４図
に示す如く、顧客の仕様に合せた分解能を有する基準エ
ンコーダ７ｏをサーボモータ６５の他方の駆動軸６７に
取付け（第３図ステップＳ３）、制御装置８ｏのモータ
駆動回路８１を付勢し、サーボモータ６５を回転させる
（第３図ステップＳ４）。そして、書込み制御回路でこ
の基準エンコーダ７ｏより出力される、顧客の仕様に合
せたピッチのタイミング信号に従って本実施例の書込み
信号線５６に書込み電流を付勢し、エンコーダの回転円
板２０にタイミング信号に従った磁気記録目盛を書込む
（第３図ステップＳ５）。

次に、本実施例は書込んだ磁気記録目盛を磁気ヘッド１
０で読出し、読出し信号線５７に読出し信号として出力
する。これを書込み制御回路８２て同時に基準エンコー
ダ７０より読出した読出しパルスと比較し、書込みが正
確に行なわれたか否かを調べる（第３図ステップＳ６）
。ここで、両読出し信号の同期が取れず、正しく書込ま
れていない時は再び再書込みを行ない、両信号の同期が
取れ、正しく書込まれていれば処理を終了する。

これにより、顧客の要望に合せた仕様のロータリエンコ
ーダが提供できる。

なお、この磁気記録目盛の書込みは以上の例に限るもの
ではなく、エンコーダの組立て終了に続いて磁気目盛を
書込んでも、顧客に納入してから書込んでもよく、どの
ような方法により書き込まれてもよい。

しかる後、磁気ヘッド１０を読取りモードに制御し、以
後回転円板２０の回転に応じた磁気記録目盛読出し情報
が読み出される。

なお、以上の書込み制御終了時に、以後の書込みが容易
に成されないよう、制御基板４０の書込み制御回路を付
勢しないよう制御してもよい。

なお、第２図には不図示であるが、他に磁気ヘッド１０
で着磁した位置情報を消去する消去ヘッドを備える。ま
た、他に必要時には駆動軸３０の回転方向を検出する回
転検出機構を備える。

以上説明した如く本エンコーダは、産業用各種機械、各
種ロボットの位置制御用のサーボモータに取付けての使
用はもちろん、あらゆる穆勅物の位置決め機構として使
用できる。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれば、あらゆる異なる仕様
の分解能に合せて磁気目盛が書込め、あらゆる仕様に対
応できる、制御の簡単な応用範囲の広いロータリエンコ
ーダが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の回転円板と磁気ヘッド
との関係概略図、 第２図は本実施例の断面略図、 第３図は本実施例ロータリエンコーダの製造工気記録目
盛書込み機構を示す図、 第５図は光学式ロータリエンコーダの光学円板の構造を
示す図、 第６図は光学式ロータリエンコーダの構成図である。 図中、１０・・・磁気ヘッド、１４・・・書込み／読出
し制御回路、１６・・・検出回路、２０・・・回転円板
、３０・・・駆動軸、４０・・・制御基板、５２．５３
・・・本体プレート、５４・・・弾性体、５５・・・バ
ックプレート、６０・・・取付金具、６５・・・サーボ
モータ、６６．８７・・・サーボモータ駆動軸、７０・
・・基準エンコーダ、８０・・・制御装置、８１・・・
モータ駆動回路、８２・・・書込み制御回路、１０１・
・・スリット、１０５・・・発光素子、１０６・・・受
光素子である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被制御物の回転に対応して回転する少なくとも回転半径
   上の所定円周面表面に磁性体を有する回転円板と、該回
   転円板の回転半径上の磁性体対向所定位置に配設された
   書込み／読出し用磁気ヘッドと、該磁気へツドへの書き
   込み信号を入力する入力信号及び、該磁気ヘッドよりの
   読出し信号を出力する出力信号とを備え、被制御物の必
   要とする制御位置分解能に従い該回転円板表面の磁性体
   に任意のピッチで磁気記録目盛を書き込み可能とするこ
   とを特徴とするロータリエンコーダ。