(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源にて多回転量の絶対値を検出する多回転式絶対値エンコーダであって、書き換え可能な記憶素子と、外部制御装置とは双方向で信号の授受ができ、前記検出した多回転量を外部電源にて前記記憶素子に保持せしめる制御回路を具備する多回転式絶対値エンコーダの多回転量保持方法において、
前記外部電源のリードを交換する前であって、エンコーダ電源が投入されている時点で前記制御回路により、多回転量を前記書き換え可能な記憶素子に記憶しておき、前記リード交換後、前記エンコーダ電源の再投入時に、前記外部制御装置からの信号により、前記書き換え可能な記憶素子に記憶した多回転量を送出することを特徴とする、多回転式絶対値エンコーダの多回転量保持方法。
【請求項２】
前記外部電源リードを交換する前に前記外部制御装置に内蔵した書き換え可能な記憶素子にも同一の多回転量を記憶しておき、前記エンコーダ電源の再投入時には、エンコーダの多回転量と外部制御装置側の多回転量の値が一致しているかどうか照合してから多回転量を決定する、請求項１に記載の多回転式絶対値エンコーダの多回転量保持方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、多回転式絶対値エンコーダに関し、特にロボット等に使用した多回転式絶対値エンコーダにおいて、ロボット内部に配設されたリードの交換時においても、ロボットの原点位置を失わないように多回転量を記憶保持することのできる多回転式絶対値エンコーダの多回転量保持方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来のロボットに使用している多回転式絶対値エンコーダのシステム構成（１軸分）を示した図である。
本ロボットシステムでは、図示のように、各軸ごとにＡＣサーボモータ８とモータに直結された多回転式絶対値エンコーダ１０とが使用され、モータの回転数をギア９にて減速してロボットの駆動軸を伝達駆動している。
用いる多回転式絶対値エンコーダとしては、特公平６ー４１８５３号公報「多回転式絶対値エンコーダ」に開示してある構成のエンコーダ等がある。図３はこの多回転式絶対値エンコーダの概略構成図である。
図３に見られるように、この多回転式絶対値エンコーダは、大別して、多回転量を検出するための磁気抵抗素子を使用した１パルスインクリメンタルエンコーダ部と、１回転内の絶対角度の値を検出する光学式絶対値エンコーダ部とで構成され、２つのエンコーダ部の出力である多回転量と１回転内の絶対角度とを合成して出力するものである。
【０００３】
具体的に、１回転以内の絶対角度を検出する光学式絶対値エンコーダ部は、シャフト３１に取り付けられ、１回転以内の絶対角度を検出するための回転ディスク３２と、発光素子のＬＥＤ３４と、固定スリット３５と、受光素子であるフォトダイオードアレイ３６と、受光出力を波形整形する波形整形回路３７とから成る。また、１パルスインクリメンタルエンコーダ部は、シャフト１に取り付けた磁石付き回転ディスク３８と、磁気抵抗素子３９と、波形整形回路４０と、多回転の検出信号をカウントし、数値を保持しておくためのＣＰＵを内蔵した制御回路４２とから成る。さらに、電源の供給がなくなった場合には外部からの電池電源に切換える電源切換回路４４と、電池電源をさらにバックアップするための大容量コンデンサ４５と、電源電圧検出回路４３と、電源投入後に多回転量検出信号と１回転以内の絶対値信号をシリアル伝送するためのゲートアレイを含む制御回路４７と、外部制御装置（不図示）に送出するための平衡形ラインドライバー回路４６から構成されている。
【０００４】
電源ＯＦＦ時の動作について簡単に説明すると、検出された多回転量は外部の電池電源にてバックアップして保存されている。そして図４の多回転式絶対値エンコーダの出力信号のタイムチャート図に示したように、エンコーダに電源が再投入されると、初めに多回転量を送出し、つぎに１回転以内の絶対角度をインクリメンタルパルス数で送出して、外部制御装置側でこの２信号を合成することにより、多回転の絶対角度を検出し、その後はインクリメンタルパルスで動作するという方式である。
このように、多回転量まで検出できる多回転式絶対値エンコーダは、ロボットシステムに使用した場合に停電が発生してもロボットの絶対位置を保持することができるため、従来行われていたロボットの原点位置の再設定という問題を解決する製品として広く使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多回転量まで検出できる多回転式絶対値エンコーダをロボットシステムに使用した場合、ロボットの内部に配設されたリードの疲労におる断線事故を未然に防ぐために行われるリードの定期交換時においては、バッテリのリードも交換され、また大容量コンデンサーも長時間たつと劣化して能力がなくなるため、エンコーダのバックアップができなくなり、多回転量が記憶保持できず、その結果、ロボットの原点位置を合わせ直さなければならず、大変な労力を必要とするという問題が発生していた。殊にサーボモータを６軸に使用したロボットの場合には、６軸すべてについて原点位置合わせを行なうことになる。
又、内部大容量コンデンサーの多回転量保持時間以上にわたる取り替え作業時間がかかる場合や大容量コンデンサーの劣化寿命により保持時間が短縮された場合の取り替え作業の時も同様の問題が発生していた。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、バックアップができない完全停電時にも多回転式絶対値エンコーダにおける多回転量を記憶保持することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、書き換え可能な記憶素子と、外部制御装置とは双方向で信号の授受ができ、前記検出した多回転量を外部電源にて前記記憶素子に保持せしめる制御回路を具備する多回転式絶対値エンコーダの多回転量保持方法であって、外部電源のリードを交換する前であって、エンコーダ電源が投入されている時点で制御回路により、多回転量を書き換え可能な記憶素子に記憶しておき、リード交換後のエンコーダ電源の再投入時に、外部制御装置からの信号により、前記書き換え可能な記憶素子に記憶した多回転量を送出することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の実施態様によれば、外部電源リードを交換する前に外部制御装置に内蔵した書き換え可能な記憶素子にも同一の多回転量を記憶しておき、エンコーダ電源の再投入時には、エンコーダの多回転量と外部制御装置側の多回転量の値が一致しているかどうか照合してから多回転量を決定するものである。
【０００９】
【作用】
エンコーダ側にＥ2ＰＲＯＭなどの書き換え可能な記憶素子を内蔵し、バッテリなどのリードを交換する時には、予め多回転量を記憶素子に記憶させておき、リード交換後のエンコーダ電源の再投入時に記憶素子に記憶させた多回転量を外部の制御装置に送出することにより、リード交換前の多回転量を完全停電時においても保持することができる。
【００１０】
【実施例】
図１には、本発明の多回転式絶対値エンコーダを使用したロボットシステムの構成図（１軸分）を示した。
図１において、１は定期的などに交換を必要とするリード交換部であり、２は書き換え可能な記憶素子であるＥ2 ＰＲＯＭで、多回転量を記憶するためのものである。３は記憶素子の書込み、読出しの制御、外部制御装置側と送受信等をする制御回路で、この２つは公知の多回転式絶対値エンコーダ１０内に設置されている。４はエンコーダの制御回路３と送受信する制御回路、５は記憶素子で、この２つは外部制御装置６側に設置されている。エンコーダ側の制御回路３と外部制御装置側の制御回路４とは、リード交換部１を形成するエンコーダ電源リードＬ１、入出力信号リードＬ２、外部バッテリ電源リードＬ３によって接続されている。７、８、９は、それぞれブレーキ、ＡＣサーボモータ、ギアで、図２に示すものと同じである。
【００１１】
本発明の特徴は、多回転量の保持にＥ2 ＰＲＯＭ２の書き換え可能な記憶素子をエンコーダに内蔵し、下記の手順でエンコーダの多回転量を記憶保持することである。
リード交換時の多回転量の保持は、次の手順で行う。
１．エンコーダの電源を投入している時点で、外部制御装置６の制御回路（エンコーダとの信号のやりとりを行う為の入出力回路を含む）４より、エンコーダの制御回路３に現在の多回転量をＥ2 ＰＲＯＭ２に保持する命令を送る。
２．エンコーダは命令に従い、現在の多回転量をエンコーダの制御回路（外部制御装置との信号のやりとりを行うための入出力回路を含む）３よりＥ2 ＰＲＯＭ２に記憶する。
【００１２】
そして、記憶完了した信号を制御回路３より外部制御装置６側に送出する。
３．この段階でエンコーダの電源を切り、リード（エンコーダ電源リードＬ１、信号リードＬ２、外部バッテリリードＬ３）の交換をリード交換部１にて行う。なお、ロボットに使用されるサーボモータ８は、通常無通電時に動作をするブレーキ７を内蔵しており、リード交換時サーボモータは回転しないことになるので、なんら支障は発生しない。
４．リードの交換後、外部制御装置６側の制御回路４よりエンコーダに電源を再投入し、エンコーダの多回転量と絶対角度を送出する命令をエンコーダに送る。
５．エンコーダの制御回路３は、記憶していたＥ2 ＰＲＯＭ２の多回転量と電源投入時に検出した１回転以内の絶対角度を外部制御装置６側に送出する。
６．外部制御装置６側の制御回路４は、これら二つの信号を合成することによりロボット（１軸分）のリード交換前の絶対位置を知ることができる。
７．この手順をロボットの軸数のエンコーダについて行う。
【００１３】
なお、より信頼性を高める他の方法を次に説明する。
１．エンコーダの電源を投入している時点で、外部制御装置６の制御回路４より、エンコーダの制御回路３に現在の多回転量をＥ2 ＰＲＯＭ２に保持する命令を送る。
２．エンコーダは命令に従い、現在の多回転量をエンコーダに内蔵した制御回路３よりＥ2 ＰＲＯＭ２に記憶する。
そして、記憶完了した信号を制御回路３より外部制御装置６側に送出する。
３．外部制御装置６の制御回路４は、制御装置内部にある記憶素子５にエンコーダの多回転量を記憶する。
４．この段階でエンコーダの電源を切り、リード（エンコーダ電源リードＬ１、信号リードＬ２、外部バッテリリードＬ３）の交換をリード交換部１にて行う。
５．リードの交換後、外部制御装置側よりエンコーダに電源を再投入し、エンコーダの多回転量と絶対角度を送出する命令をエンコーダに送る。
６．エンコーダは、記憶していた多回転量と電源投入時に検出した１回転以内の絶対角度を外部制御装置６側に送出する。
７．外部制御装置６側の制御回路４は、エンコーダから送出されてきた多回転量と制御装置内部の記憶素子５に記憶していた多回転量と照合し、その差が１回転以内の場合には、送られてきた多回転量と絶対角度の信号を合成することにより、ロボット（１軸分）のリード交換前の絶対位置を知ることができる。
８．この手順をロボットの軸数のエンコーダについて行う。
【００１４】
このように、エンコーダの多回転量と制御装置の内部で記憶した多回転量を照合することにより、より信頼性のある多回転量を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の多回転式絶対値エンコーダは、多回転量を保持するために完全停電時においても多回転量が保持できるＥ2 ＰＲＯＭ２などの記憶素子をエンコーダに内蔵させることによって、ロボットの内部に配設されたリードの定期交換終了時においては、あらかじめ多回転量を記憶素子に記憶しておき、この多回転量を外部制御装置に送出することにより、エンコーダの多回転量が保持でき、その結果、ロボットに使用しても原点位置を合わせ直すことが必要ないという大きな効果がある。
また、電源の再投入時において送出される多回転式絶対値エンコーダの多回転量と、リード交換前に外部制御装置に記憶させておいたリード交換前の多回転量とを比較し、その差が１回転以内であることを確認してからロボットを動作させることにより、より信頼性が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多回転式絶対値エンコーダを使用したロボットシステム（１軸分）の１実施例の構成を示す図
【図２】 従来の多回転式絶対値エンコーダを使用したロボットシステム（１軸分）の１実施例の構成を示す図
【図３】従来の多回転式絶対値エンコーダの概略構成図
【図４】従来の多回転式絶対値エンコーダの出力信号のタイムチャート図
【符号の説明】
１    リード交換部
２    Ｅ2 ＰＲＯＭ
３    制御回路（エンコーダ側）
４    制御回路（外部制御装置側）
５    記憶素子
６    制御装置
７    ブレーキ
８    サーボモータ
９    ギア
１０  多回転式絶対値エンコーダ
【図１】
0003663452.tif 000002
【図２】
0003663452.tif 000003
【図３】
0003663452.tif 000004
【図４】
0003663452.tif 000005