(57)【要約】【課題】一定時間間隔で位置や速度を制御するサンプリング制御系を用いた計測装置において、制御周期内に位置データを送信可能とする。【解決手段】エンコーダで検出したデータを所定周期で送受信する際に、位置データを分割し、該分割された位置データを、毎回出力される偏差データと共に出力すると共に、分割された位置データを再構成する。【選択図】      図７
2004326338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコーダで検出したデータを所定周期で送受信する際に、
位置データを分割し、
該分割された位置データを、毎回出力される偏差データと共に出力すると共に、
分割された位置データを再構成することを特徴とするエンコーダのデータ送受信方法。
【請求項２】
前記再構成された位置データを、偏差データから算出した位置と照合することを特徴とする請求項１に記載のエンコーダのデータ送受信方法。
【請求項３】
エンコーダで検出したデータを所定周期で送信する際に、
位置データを分割し、
該分割された位置データを、毎回出力される偏差データと共に出力することを特徴とするエンコーダのデータ送信方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法でエンコーダから送信されてきたデータを受信する際に、
分割された位置データを再構成することを特徴とするエンコーダのデータ受信方法。
【請求項５】
前記再構成された位置データを、偏差データから算出した位置と照合することを特徴とする請求項４に記載のエンコーダのデータ受信方法。
【請求項６】
エンコーダで検出したデータを所定周期で送受信するためのエンコーダのデータ送受信装置において、
位置データを分割する手段と、
該分割された位置データを、毎回出力される偏差データと共に出力する手段と、
分割された位置データを再構成する手段と、
を備えたことを特徴とするエンコーダのデータ送受信装置。
【請求項７】
前記再構成された位置データを、偏差データから算出した位置と照合する手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載のエンコーダのデータ送受信装置。
【請求項８】
エンコーダで検出したデータを所定周期で送信するためのエンコーダのデータ送信装置において、
位置データを分割する手段と、
該分割された位置データを、毎回出力される偏差データと共に出力する手段と、
を備えたことを特徴とするエンコーダのデータ送信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の送信装置により送られてきたデータを受信するためのエンコーダのデータ受信装置において、
分割された位置データを再構成する手段を備えたことを特徴とするエンコーダのデータ受信装置。
【請求項１０】
前記再構成された位置データを、偏差データから算出した位置と照合する手段を備えたことを特徴とする請求項９に記載のエンコーダのデータ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンコーダで検出したデータを所定周期で送受信するためのエンコーダのデータ送受信方法及び装置に係り、特に、３次元座標測定機、工作機械、画像測定装置、形状測定装置等の制御装置のリニアエンコーダ又はロータリエンコーダ（以下、エンコーダと総称する）に用いるのに好適な、一定時間間隔で位置や速度を制御するサンプリング制御系を用いた計測装置において、制御周期内に位置データを送信可能なエンコーダのデータ送受信方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３次元座標測定機、工作機械、画像測定装置、形状測定装置等の制御装置において、位置や速度を検出するためのエンコーダの信号出力形態は、図１に示す如く、位置変化がある毎にエンコーダ１０から計数パルスとして伝送路３０にインクリメンタルパルスを出力し、制御装置２０のアップダウン（ＵＰ／ＤＮ）カウンタ２２で、計数パルスが出力される度に計数値を更新する、いわゆるインクリメンタルパルス方式が主体であったが、インクリメンタルパルスを伝送する伝送路３０の制約から、実用的には、インクリメンタルパルスの周波数が４ＭＨｚ（エッジ間隔は１／８ＭＨｚ）程度に制限されている。
【０００３】
このインクリメンタルパルス方式では、制御装置２０の最大駆動速度とエンコーダ１０の計数分解能の関係は、次式で示されるようになり、エンコーダ１０における計数の分解能を上げると、制御装置２０の最大駆動速度が制約される。
【０００４】
８［ＭＨｚ］≦最大駆動速度／計数分解能      …（１）
【０００５】
このように、インクリメンタルパルス方式では、駆動速度／計数分解能の制約が発生する。
【０００６】
このため、近年のデジタル制御装置用のエンコーダでは、図２に示す如く、エンコーダ１０内に、ＵＰ／ＤＮカウンタ１２と、データラッチ回路１４と、パラレル信号をシリアル信号に変換するデータ変換回路１６とを設け、制御装置２０の制御に必要な位置データを、所定時間（制御周期）毎にエンコーダ１０からシリアル列で送信し、制御装置２０のシリアルデータ受信回路２４で所定時間毎に受信するシリアルデータ伝送方式が普及しつつある（特許文献１、２、３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−５１１４号公報
【特許文献２】
特開平８−２４７７８８号公報
【特許文献３】
特開平１０−１６０５１６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前者のインクリメンタルパルス伝送方式の場合、エンコーダ１０のエラーやノイズ等でパルスが一度でも正しく伝送されないと、以後の計測位置は誤差を含んだ値となってしまう。これを防ぐためには、後者のシリアルデータ伝送方式を採用し、位置データそのものを伝送すればよい。このシリアルデータ伝送方式を採用すると、制御周期毎に必要な位置や速度のデータをシリアル通信で受信するため、データ伝送路の制約が無くなり、エンコーダの最大能力での位置検出が可能となり、高速駆動、且つ、高分解能が実現できる。
【０００９】
一方、偏差に対応するインクリメンタルな位置の最大値は、エンコーダの許容最大速度と最大サンプリング時間間隔の積により決定される。通常、位置情報を伝送する場合に、図３に示す如く、例えば４８ｂｉｔバイナリが必要な位置データを伝送するよりも、例えば８ｂｉｔバイナリで済む偏差データを伝送する方が、伝送するビット長が少なくて済む。逆に言えば、位置データを伝送する場合は、偏差データを伝送する場合より転送時間が増えてしまうという問題点を有していた。
【００１０】
なお、偏差データをシリアル伝送方式で送ることも考えられるが、一度でも正しく伝送されないと、以後の計測位置は誤差を含んだ値となってしまうという、インクリメンタルパルス伝送方式と同様の問題点を抱えてしまう。
【００１１】
又、偏差データを伝送する場合は、少なくとも一度は位置データを伝送していないと、受け取った側で、エンコーダが計測した位置を偏差データから算出することができない。従って、周期的に偏差データを送信する場合、偏差データの送信の合間に位置データを送信する必要がある。そのため、その時間を十分にとることができず、偏差データの送信を止めている場合に送るか、又は、偏差データの送信間隔を十分長くとる必要があるという問題点を有していた。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、一定時間間隔で位置や速度を制御するサンプリング制御系を用いた計測装置において、制御周期内に位置データを送信可能とすることを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンコーダで検出したデータを所定周期で送受信する際に、位置データを分割し、該分割された位置データを、毎回出力される偏差データと共に出力すると共に、分割された位置データを再構成するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１４】
又、エンコーダで検出したデータを所定周期で送信する際に、位置データを分割し、該分割された位置データを、毎回出力される偏差データと共に出力するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１５】
又、前記の方法でエンコーダから送信されてきたデータを受信する際に、分割された位置データを再構成するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１６】
更に、前記再構成された位置データを偏差データから算出した位置と照合するようにして、データの信頼性を高めたものである。
【００１７】
本発明は、又、エンコーダで検出したデータを所定周期で送受信するためのエンコーダのデータ送受信装置において、位置データを分割する手段と、該分割された位置データを、毎回出力される偏差データと共に出力する手段と、分割された位置データを再構成する手段と、を備えることにより、前記課題を解決したものである。
【００１８】
又、エンコーダで検出したデータを所定周期で送信するためのエンコーダのデータ送信装置において、位置データを分割する手段と、該分割された位置データを、毎回出力される偏差データと共に出力する手段と、を備えることにより、前記課題を解決したものである。
【００１９】
又、前記の送信装置により送られてきたデータを受信するためのエンコーダのデータ受信装置において、分割された位置データを再構成する手段を備えることにより、前記課題を解決したものである。
【００２０】
更に、偏差データから算出した位置と照合する手段を備えることにより、データの信頼性を高めたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２２】
本実施形態は、図２に示した従来例と同様のシリアルデータ伝送方式のエンコーダ１０と制御装置２０において、図４に示す如く、エンコーダ１０内に位置データ分割のための減算回路１８を設けて、位置データを、図５に示すように時分割（ここでは４分割）し、該時分割された位置データを、図６に示す如く、毎回出力される偏差データと共に出力すると共に、制御装置２０内に位置データ再構成（合成）用の加算回路２６を設けて、シリアルデータ受信回路２４で受信した位置データを再構成し、偏差データから算出した位置と照合するようにしたものである。
【００２３】
具体的には、制御装置２０が制御周期に対応する一定時間毎に転送要求を発行すると、エンコーダ１０は、その出力データに、図６に示した如く、時分割した位置データと、前回サンプリング時の位置からの偏差データを載せて、伝送路３０に送信する。
【００２４】
これにより、制御装置２０では、偏差データを毎回、位置データを時分割した回数ごとに取得できる。なお、分割回数は、システムに要求される位置の確認頻度や伝送速度により、最適な数を設定すればよく、４分割に限定されない。
【００２５】
制御装置２０は、図７に示す如く、分割された位置データを再構成し、偏差データから算出した位置と照合して確認する。
【００２６】
この例では、位置データを４分割しており、位置は、次式で合成できる。
【００２７】
位置１＝位置１＿１＊２＾３６＋位置１＿２＊２＾２４＋位置１＿３＊２＾１２＋位置１＿４          …（２）
位置５＝位置５＿１＊２＾３６＋位置５＿２＊２＾２４＋位置５＿３＊２＾１２＋位置５＿４          …（３）
ここで、位置１＿１、位置１＿２、位置１＿３、位置１＿４は、位置１を４分割した各データである。又、２＾３６、２＾２４、２＾１２は、対応する分割位置データを、それぞれ３６桁、２４桁、１２桁だけ桁上げすることを表わす。
【００２８】
又、偏差から位置データ（積算位置）の算出は、次式で行なえる。
【００２９】
積算位置２＝位置１＋偏差１              …（４）
積算位置３＝積算位置２＋偏差２          …（５）
積算位置４＝積算位置３＋偏差３          …（６）
積算位置５＝積算位置４＋偏差４          …（７）
【００３０】
この（７）式で計算された積算位置５と（３）式で再構成した位置５が同じであるか照合する。
【００３１】
偏差から位置データを算出するには、基準となる位置データが必要になる。位置データを取得するためには、別の伝送フォーマットで１回だけ先に４８ｂｉｔ分転送するか、若しくは、この伝送フォーマットで４回伝送して位置データを合成する。この位置データを用いて、偏差より算出した位置データが正しいかどうかの確認ができる。なお、用途によっては、照合を省略することもできる。
【００３２】
本発明は、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダ等、エンコーダの種類を問わず適用できる。データのｂｉｔ数も実施形態に限定されない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、一定時間間隔で位置や速度を制御するサンプリング制御系を用いた計測装置において、制御周期内に位置データを送信できる。従って、高速駆動、高分解能の計測装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のインクリメンタルパルス伝送方式による位置データの送信例を示すブロック図
【図２】従来のシリアルデータ伝送方式による位置データの送信例を示すブロック図
【図３】偏差データと位置データの長さの例を比較して示す図
【図４】本発明の実施形態の構成を示すブロック線図
【図５】前記実施形態における位置データの分割方法を示す図
【図６】同じく出力フォーマットの例を示す図
【図７】同じく検出位置と送信位置データ、及び、再構成位置データの関係の例を示す図
【符号の説明】
１０…エンコーダ
１２、２２…アップダウン（ＵＰ／ＤＮ）カウンタ
１４…ラッチ回路
１６…データ変換回路
１８…減算（分割）回路
２０…制御装置
２４…シリアルデータ受信回路
２６…加算（合成）回路
３０…伝送路
【図１】
2004326338.tif 000003
【図２】
2004326338.tif 000004
【図３】
2004326338.tif 000005
【図４】
2004326338.tif 000006
【図５】
2004326338.tif 000007
【図６】
2004326338.tif 000008
【図７】
2004326338.tif 000009