JPS62291516A

JPS62291516A - 回転エンコ−ダ−

Info

Publication number: JPS62291516A
Application number: JP13482286A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Iizuka; 正飯塚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-06-12
Filing date: 1986-06-12
Publication date: 1987-12-18

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】産業上の利用分野本発明はロボットやＮＣ機械などの作業端を駆動する電
動機に装着し、作業端に近い終段駆動軸の回転数および
１回転以内の回転角を検出し、回転軸の絶対回転角を常
時出力する高精度回・鵠エンコーダーに関するものであ
る。

従来の技術従来のロボットやＮＣ機械の電動機の制御にあたっては
、電動機の軸端と作業端の間には減速機が介在している
ため、作業端の絶対位置を電動機軸側で検出するには、
前記作業端を駆動する減速機と同一減速比を有する更に
１つの減速機を設けてポテンショメータを駆動し、ポテ
ンショメータの出力によって検出するか、電動機の軸端
に１回転以内の回転角を検出するエンコーダーまたは符
合板と回転数を検出するエンコーダーまたは符号板を組
合せて検出していた。

発明が解決しようとする問題点上述する従来技術において、前者は作業端の絶対位置の
記憶には作業端駆動系とは異る減速機構を介してポテン
ショメータを駆動する機械的記憶方式をとっているので
、機械部分のガタや歯車のバックラツシエが誤差の原因
となる。また、後者の場合はエンコーダーまたは符号板
を２連で使用する必要があるばかりでなく、停電または
電源遮断時においては検出された位置情報は消滅し、電
源復帰時には作業端の原点位置で絶対位置の較正作業を
行なう必要があり、機械の操作上では大きな問題となっ
てｈた。

本発明は従来の作業端の絶対位置の記憶装置として考案
されたものであり、作業端の全ストロークにおける位置
検出を１枚の磁気円機をもつ１個の回転エンコーダー（
こよって行なうものであり、停電または電源遮断時にお
いても、作業端の絶対位置を常時に検出して記憶するも
のである。

発明の構成本発明回転エンコーダーは回転軸に磁性材料からなる１
枚の円板を同心で装着し、該円板の外周部分には円周上
にわたって等分割された１組の細分割磁気目盛を、また
内周部分には円周上の１ケ所に原点磁気目盛を記録し、
前者により１回転以内の回転角を、後者により回転軸の
回転数を計測できるようにしてあり、各磁気目盛は駆動
電力の極めて小さい磁気検出素子たとえば磁気抵抗素子
によって検出されるが、外周部分の細分割磁気目盛の検
出にあたっては同一円周上に２個の磁気検出素子を出力
電圧の位相差が９０度電気角となるように一定間隔をお
いて配置しており、前記２個の磁気検出素子の出力信号
を回転方向弁別回路に入力して回転方向弁別信号を求め
、該信号によって細分割磁気目盛検出素子に接続された
細分割磁気目盛読取アップダウンカウンタおよび原点磁
気目盛検出素子に接続された原点磁気目盛読取アップダ
ウンカウンタを同時に制御し、細分割磁気目盛読取アッ
プダウンカウンタによって回転軸の１回転中における絶
対回転角を、また、原点磁気目盛読取アップタウンカウ
ンタによって回転軸の絶対回転数を計数し、演算回路に
よって両アップダウンカウンタの計数値の総和を演ｎ記
憶するものであるが、上記の計数回路および演算回路は
消費？Ｌ力の極めて小さいＣＭＯ３集積回開によって構
成され、前述の磁気検出素子とともに外部電源にフロー
ティング接続されたエンコーダー内蔵電池で給電され、
停電または電源遮断時においても回転軸の絶対回転角を
常時出力する回転エンコーダー装置を提供するものであ
る。

尚、細分割磁気目盛には内目盛と外目盛でｙ＠９目盛ず
らせた２組の等分割磁気目盛を使用してもよいが、この
場合は２個の磁気検出索子夫々の目盛は、同一半径上に
出力電圧の位相差が９０度電気角となるように一定間隔
をおいて配置すればよい。

実　　　施　　　例第１図に示すように駆動用電動機１に直結された磁気目
盛回転エンコーダー２は、その回転軸３に同心で装着さ
れた磁性材料から）戊る円＆４の外周部分に細分υＪｌ
ｉｉ気目盛５′？！：記録し、同一円板の内周部分には
原点磁気目盛６を円内上の１ケ所に記録する。

外周部分の；θ１１分割Ｇｉｉ気目盛は一定量１荀Ａを
おいて該細分＊！ｉ’ｌ　Ｍｉ磁気目盛対接して配置さ
れた２閲の磁気検出索子Ｉ、１′によって検出され、夫
々の倹出素子の出力電圧は９０度電気角の位相差をもっ
ている。

内周部分の原点磁気目盛検出素子８は１個で、円板の１
回転毎に１個のパルスを発生する。

細分割磁気目盛検出素子７，７′の出力は回転方向弁別
回路９により回転方向弁別信号を発生し、原点磁気目盛
読取アップダウンカウンタ１０および細分割磁気目盛読
取アップダウンカウンタ１１を同時に加減算制御し、細
分割磁気目盛読取アップダウンカウンタは回転軸の１回
転中における絶対回転角を、原点磁気目盛読取アップダ
ウンカウンタは回転軸の絶対回転数を計数する。演算回
路１２はアップダウンカウンタ１０．１１の計数値を合
成し回転軸の絶対回転角を算定する。

内蔵型Ｍ１５は充電可能のものであゆ、アップダウンカ
ウンタＩＬ１．１１、回転方向弁別回路９．３個の磁気
目盛検出索子γ、ｒ’、ｓ、演算回路を給電し、交流電
源１３と整流器１４を介して７０−ティング接続される
。

以上の構成により、内蔵電池１５は常にアップダウンカ
ウンター０．１１と３個の磁気目盛検出素子７　、７’
、　８および回転方向弁別回路および演算回路を給電し
ているので、停電または電源遮断時にふ・いても、本回
転エンコーダー装置では絶対回転角を常時出力すること
を可能とするものである。

ここで磁気目盛検出素子に磁気抵抗素子を用いれば、５
ｖの印加電圧で５にΩの抵抗値をもつもので磁気目盛の
検出が可能であるがら１索子あたりの消費電流は１　＝　５ｏｏｏ＝　０．００１　Ａ　＝　１　ｍＡア
ップダウンカウンター０．１１．回転方向弁別回路、演
算回路はＣＭＯＳ集積回路を使えば１００μＡ（０，１
ｍＡ）以下となり、回路部分の消費゛屯誠は無視できる
。

従って内蔵電池にＩＡＨＶ）Ｎｉ　Ｃｄ電池を使用すれ
は外部電源が遮断されてもの期間は動作可能である。

また、第２図に示すものは磁性体円板の細分割らせて記
録した場合を示すものであり、２個の磁気目盛検出素子
Ｔ、１′は出力電圧の位相差が９０度電気角となるよう
に夫々の目盛の同一半径上に一定間隔をおいて内目盛と
外目盛に対接して配置されている。

発明の効果本発明の回転エンコーダーによれは、１枚の磁性体円板
に細分割磁気目盛と原点磁気目盛を記録することにより
、従来、回転数用エンコーダーまたは符号板と回転角用
エンコーダーまたは符号板を２連で使用していたものが
１個の回転エンコーダーで構成でき、従来の光学式エン
コーダーと比較しても超小型にできるとともに消費重力
もＣＭＯＳ集積回路からなる計数・演算回路を併せても
超微少１直となり、停電時や電源遮断時にＬ・いても内
蔵の小型光１程可能の電池によって長期間に亘ってエン
コーダー回転軸の絶対回転角を記缶、シ、出力すること
ができる。従って本回転エンコーダーを電動機の回転軸
にその回転軸を装置し、減速歯車を介してロボットやＮ
Ｃ機械などの作業端に結合し、作業端と回転エンコーダ
ーの各々の零点を一致させるように設定しておけば、作
業端と？４ｉ動機の機械的結合に異動がない限９、回転
エンコーダーは作業端の全ストロークに亘ってその絶対
位置を常時出力するものであり、作業開始時、または電
源復帰後に作業者が作業端の原点調整を行なうなどの較
正作業は不必要となる。

また、前述するように不発１す１エンコーダーは磁性体
円板に磁気目盛を施すものであり、従来の光学式エンコ
ーダーなどに比較して、超小型高分解能の回転エンコー
ダーを製作することが可能であり、ＮＣ哉械やロボット
などに極めて小さな占有空間によって実表することがで
きる大きな特長をイ」するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明回転エンコーダーの一気目盛円板と目盛
検出索子を含む計数回Ｗ：６リブロックダイアゲラムで
あり、第２図は細分割磁気目盛を９０度の位相差をもた
せて内目盛と外目盛を独立に記録した一実施例である。１・・・駆動用モーター、２・・・磁気目盛回転エンコ
ーダー、３・・・回転軸、４・・・磁性材料から成る同
根、訃・・細分割磁気目盛、６・・・原点磁気目盛、７
，７′・・・細分割磁気目盛検出素子、８・・・原点磁
気目盛検出素子、９・・・回転方向弁別回路、１０・・
・原点磁気目盛用アップダウンカウンター、１１・・・
細分割磁気目盛用アップダウンカウンター、１２・・・
演算回路、１３・・・交流電源、１４・・・整流器、１
５・・・内部バッテリー

Claims

【特許請求の範囲】

回転軸に磁性材料からなる１枚の円板を同心で装着し、
該円板の外周部分には円周上にわたって等分割された１
組の細分割磁気目盛か、内目盛と外目盛で１／４目盛ず
らせた２組の同上細分割磁気目盛を記録し、更に該円板
の内周部分には円周上の１ヶ所に原点磁気目盛を記録し
、１組の細分割磁気目盛に対しては同一円周上に、２組
の細分割磁気目盛に対しては夫々の目盛の同一半径上に
２個の磁気検出素子を出力電圧の位相差が９０度電気角
となるよう一定間隔をおいて配置し、原点磁気目盛に対
しては１個の磁気検出素子を配置し、前記２個の細分割
磁気検出素子の出力を回転方向弁別回路に入力して回転
方向弁別信号を求め、該信号によって細分割磁気目盛検
出素子に接続された細分割磁気目盛読取アップダウンカ
ウンタおよび原点磁気目盛検出素子に接続された原点磁
気目盛読取アップダウンカウンタを同時に制御し、細分
割磁気目盛読取アップダウンカウンタによって回転軸の
１回転中における絶対回転角を、また原点磁気目盛読取
アップダウンカウンタによって回転軸の絶対回転数を計
数し演算回路によって両アップダウンカウンタの計数値
の総和を演算記憶し、外部電源にフローティング接続さ
れた内蔵電池によって細分割磁気検出素子、原点磁気検
出素子、回転方向弁別回路、細分割磁気目盛読取アップ
ダウンカウンタ、原点磁気目盛読取カウンタおよび演算
回路を給電し、停電または電源遮断時においても回転軸
の絶対回転角を常時出力する回転エンコーダ装置。