(57)【要約】【課題】９０度位相差の２つの正弦波信号を用いて回転位置を検出する光学式エンコーダにおいて、容易な手段で補正回路の異常を検出することが可能なエンコーダを提供する。【解決手段】９０度位相差の２つの正弦波信号のずれを修正する補正回路と、前記補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２乗して加算する２乗和演算器と、信号の異常しきい値を記録する異常信号メモリと、信号の異常を判定する異常判定器からなり、前記２乗和演算器で求めた演算結果が、前記異常信号メモリに記録した異常しきい値で示される許容範囲を超えた場合に前記異常判定器が異常信号を出力する。【選択図】図１
2013156062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサから出力された９０度位相差の２つの正弦波信号を用いて回転位置を検出するエンコーダにおいて、
前記９０度位相差の２つの正弦波信号のずれを修正する補正回路と、この補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２乗して加算する２乗和演算器と、信号の異常しきい値を記録する異常信号メモリと、信号の異常を判定する異常判定器を備え、
前記２乗和演算器で求めた演算結果が、前記異常信号メモリに記録した異常しきい値で示される許容範囲を超えた場合に前記異常判定器が異常信号を出力することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】
前記センサから出力された９０度位相差の２つの正弦波信号をそれぞれ２値化する第１の２値化回路と、前記補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２値化する第２の２値化回路と、これら２値化回路は前記正弦波信号の振幅の中点をしきい値としてＨ／Ｌの信号を生成し出力するものであり、前記第１の２値化回路の出力信号が入力される第１の状態検出器と、前記第２の２値化回路の出力信号が入力される第２の状態検出器と、これら状態検出器のうち１つの状態検出器の出力は２値化された信号を２つ持つため２ビットの信号となり、９０度位相差の２つの正弦波信号の１周期間分で４つのエリアに分類され、前記第１の状態検出器の出力である２ビットの信号と前記第２の状態検出器の出力である２ビットの信号であるこれら２組の状態検出器の信号の一致・不一致を比較する不一致判定器を備え、
前記２組の状態検出器の信号が異なる場合に前記不一致判定器が異常信号を出力することを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ。
【請求項３】
前記センサから出力された９０度位相差の２つの正弦波信号をそれぞれ２値化する第１の２値化回路と、前記補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２値化する第２の２値化回路と、これら２値化回路は前記正弦波信号の振幅の中点をしきい値としてＨ／Ｌの信号を生成し出力するものであり、前記第１の２値化回路から出力されたＨ／Ｌ信号のＨからＬおよびＬからＨのタイミングでパルスを生成するパルス生成器と、このパルス生成器からのパルス信号のタイミングで、前記第１の２値化回路からの出力信号の状態を検出する第１のＨ／Ｌ検出器と、前記第２の２値化回路からの出力信号の状態を検出する第２のＨ／Ｌ検出器と、これら２組のＨ／Ｌ検出器の出力を一致・不一致を比較する不一致判定器を備え、
前記２組のＨ／Ｌ検出器の信号が異なる場合に前記不一致判定器が異常信号を出力することを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータの回転位置検出に用いる光学式アブソリュートエンコーダにおいて、位置演算処理に用いる補正回路の異常検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置やロボット、各種工作機械などのＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）システム装置は高精度の位置決め制御を行うため、サーボモータが広く利用されている。サーボモータの回転位置の検出には光学式エンコーダが幅広く用いられており、発光素子と受光素子の光軸上にスリットを設けた回転板を配置し、発光素子からの光が回転板の位置によってスリットを透過／非透過させて、受光素子で光の強弱を検出することによって回転位置を検出している。近年では高分解能化のため、回転板スリット間の周期に合わせて９０度位相差の２つの正弦波信号が出力されるようにスリット形状を構成し、内挿演算を行うことで更に分解能を高めたエンコーダが主流となってきている。
【０００３】
図７は従来の内挿演算処理のブロック構成図である。内挿演算で用いる９０度位相差の２つの正弦波信号には、組み立て精度や構成部品のばらつき等により誤差を含んでおり、原信号をそのまま用いて位置情報に変換すれば誤差を多く含んだ回転位置情報となる。したがって、図７に示すようにセンサ部１０により受け取った２つの正弦波信号であるＳＩＮ原信号２１ＡおよびＣＯＳ原信号２１Ｂの振幅や位相の誤差を修正する補正回路１を設け、これら正弦波信号の補正を行って、補正後ＳＩＮ信号４２Ａ、補正後ＣＯＳ信号４２Ｂとした後に回転位置演算器２により回転位置情報に変換し、情報伝達手段３によりこの回転位置情報を伝達することで、高精度に回転位置を検出する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、ＦＡシステム装置では異常検出機能を更に高めることも検討されており、このような要望に対して、エンコーダの異常検出能力を高めるため、図８に示すように回転位置検出部を２重に構成し、回転位置演算結果にずれが生じた場合に異常とする手法が提案されている。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／１４８４６１号
【特許文献２】特開昭５７−３９３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した手法ではエンコーダの異常検出能力を高めることは可能となるが、センサ部では比較的大きくかつ高価な部品を多く使用し、また補正回路では補正処理の演算に用いるＲＯＭテーブルの容量が大きいため、エンコーダの大型化とコストアップになるという課題があった。
【０００７】
本発明は上述従来の課題を解決するものであり、９０度位相差の２つの正弦波信号を用いて回転位置を検出するエンコーダにおいて、２つの正弦波信号を補正回路で補正した後の正弦波信号を用いて、補正回路の異常を容易に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１に記載のエンコーダは、９０度位相差の２つの正弦
波信号を用いて回転位置を検出するエンコーダにおいて、前記９０度位相差の２つの正弦波信号のずれを修正する補正回路と、前記補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２乗して加算する２乗和演算器と、信号の異常しきい値を記録する異常信号メモリと、信号の異常を判定する異常判定器からなり、前記２乗和演算器で求めた演算結果が、前記異常信号メモリに記録した異常しきい値で示される許容範囲を超えた場合に前記異常判定器が異常信号を出力する。
【０００９】
また、９０度位相差の２つの正弦波信号を用いて回転位置を検出するエンコーダにおいて、前記９０度位相差の２つの正弦波信号のずれを修正する補正回路と、前記補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２乗して加算する２乗和演算器と、信号の異常しきい値を記録する異常信号メモリと、信号の異常を判定する異常判定器と、前記９０度位相差の２つの正弦波信号と前記補正回路から出力された２つの正弦波信号を、それぞれの中点をしきい値としてＨ／Ｌの信号を生成する２組の２値化回路と、前記２組の２値化回路から出力されたＨ／Ｌの信号の組み合わせにより正弦波信号が１周期間で４つのエリアに分類する２組の状態検出器と、２組の前記状態検出器の出力を一致・不一致を比較する不一致判定器を備え、２組の前記状態検出器の信号が異なる場合に前記不一致判定器が異常信号を出力する。
【００１０】
また、９０度位相差の２つの正弦波信号を用いて回転位置を検出するエンコーダにおいて、前記９０度位相差の２つの正弦波信号のずれを修正する補正回路と、前記補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２乗して加算する２乗和演算器と、信号の異常しきい値を記録する異常信号メモリと、信号の異常を判定する異常判定器と、前記９０度位相差の２つの正弦波信号と前記補正回路から出力された２つの正弦波信号を、それぞれの中点をしきい値としてＨ／Ｌの信号を生成する２組の２値化回路と、前記２値化回路から出力されたＨ／Ｌ信号の変化タイミングでパルスを生成するパルス生成器と、前記パルス生成器からのパルス信号で、前記２値化回路からの出力信号の状態を検出するＨ／Ｌ検出器と、２組の前記Ｈ／Ｌ検出器の出力を一致・不一致を比較する不一致判定器を備え、２組の前記Ｈ／Ｌ検出器の信号が異なる場合に前記不一致判定器が異常信号を出力する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のエンコーダによれば、２つの正弦波信号を補正回路で補正した後の正弦波信号を用いて回路の異常を判定するため、センサ部を構成する部品や、正弦波信号を補正するための補正回路を追加する必要がないため、安価と小型を実現しながら異常検出能力の優れたエンコーダを提供することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載のエンコーダによれば、補正前の２つの正弦波信号と、補正された後の２つの正弦波信号をそれぞれ２値化した信号で表わされる状態の不一致によって異常を判定することができるため、補正回路の正負の演算処理の異常を検出できるエンコーダを提供することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載のエンコーダによれば、補正前の２つの正弦波信号を２値化した信号によって異常を判定するタイミングパルスを生成し、補正前の２つの正弦波信号と、補正された後の２つの正弦波信号をそれぞれ２値化した信号を前記タイミングパルスで信号の状態を判定するため、補正前と補正後のタイミングずれに影響されない異常検出器を備えたエンコーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるエンコーダの異常検出部のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１のエンコーダの異常検出部の動作波形図
【図３】本発明の実施の形態２のエンコーダの異常検出部のブロック構成図
【図４】本発明の実施の形態２のエンコーダの異常検出部の動作波形図
【図５】本発明の実施の形態３のエンコーダの異常検出部のブロック構成図
【図６】本発明の実施の形態３のエンコーダの異常検出部の動作波形図
【図７】従来のエンコーダの常検出部のブロック構成図
【図８】従来のエンコーダのその他の常検出部のブロック構成図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、９０度位相差の２つの正弦波信号を用いて回転位置を検出するエンコーダにおいて、前記９０度位相差の２つの正弦波信号のずれを修正する補正回路と、前記補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２乗して加算する２乗和演算器と、信号の異常しきい値を記録する異常信号メモリと、信号の異常を判定する異常判定器から構成されている。
【００１６】
この構成により、前記２乗和演算器で求めた演算結果が、前記異常信号メモリに記録した異常しきい値で示される許容範囲を超えた場合に前記異常判定器が異常信号を出力するため、部品を追加する必要がなく、安価と小型を実現しながら異常検出能力の高めることができる。
【００１７】
第２の発明は、９０度位相差の２つの正弦波信号を用いて回転位置を検出するエンコーダにおいて、前記９０度位相差の２つの正弦波信号のずれを修正する補正回路と、前記補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２乗して加算する２乗和演算器と、信号の異常しきい値を記録する異常信号メモリと、信号の異常を判定する異常判定器と、前記９０度位相差の２つの正弦波信号と前記補正回路から出力された２つの正弦波信号を、それぞれの中点をしきい値としてＨ／Ｌの信号を生成する２組の２値化回路と、前記２組の２値化回路から出力されたＨ／Ｌの信号の組み合わせにより正弦波信号が１周期間で４つのエリアに分類する２組の状態検出器と、２組の前記状態検出器の出力を一致・不一致を比較する不一致判定器を備える。
【００１８】
この構成により、２組の前記状態検出器の信号が異なる場合に前記不一致判定器が異常信号を出力するため、補正回路の正負の演算処理の異常を検出できる。
【００１９】
第３の発明は、９０度位相差の２つの正弦波信号を用いて回転位置を検出するエンコーダにおいて、前記９０度位相差の２つの正弦波信号のずれを修正する補正回路と、前記補正回路から出力された２つの正弦波信号をそれぞれ２乗して加算する２乗和演算器と、信号の異常しきい値を記録する異常信号メモリと、信号の異常を判定する異常判定器と、前記９０度位相差の２つの正弦波信号と前記補正回路から出力された２つの正弦波信号を、それぞれの中点をしきい値としてＨ／Ｌの信号を生成する２組の２値化回路と、前記２値化回路から出力されたＨ／Ｌ信号の変化タイミングでパルスを生成するパルス生成器と、前記パルス生成器からのパルス信号で、前記２値化回路からの出力信号の状態を検出するＨ／Ｌ検出器と、２組の前記Ｈ／Ｌ検出器の出力を一致・不一致を比較する不一致判定器を備える。
【００２０】
この構成により、２組の前記Ｈ／Ｌ検出器の信号が異なる場合に前記不一致判定器が異常信号を出力するため、補正前と補正後のタイミングずれに影響されることなく、異常を検出することができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
本発明によるエンコーダについて、図１と図２を用いて説明する。図１は実施の形態１
におけるエンコーダの補正回路の異常検出部のブロック図、図２はエンコーダの異常検出部の動作波形であり、以下に各動作について説明する。
【００２３】
図１において１０はセンサ部であり、図示しない発光素子、回転板、受光素子と増幅器で構成されている。回転板に設けられたスリットによって発光素子からの光の強弱を受光素子が検出し、増幅器を介して図２に示すような正弦波波形のＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂを生成する。
【００２４】
１は補正回路であり、センサ部１０からのＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂは振幅や位相などのずれを含んでいるため、これらのずれを取り除き、理想的な正弦波信号を生成するものである。補正回路は既に公知の技術であり、前記の特許文献１に示した手法により、精度よく補正された正弦波信号（補正後ＳＩＮ信号２２Ａと補正後ＣＯＳ信号２２Ｂ）を生成することができる。
【００２５】
２は回転位置演算器であり、補正後ＳＩＮ信号２２Ａを補正後ＣＯＳ信号２２Ｂで除算した結果（ｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）から三角関数の逆変換（ａｔａｎ）を行い、回転位置情報２３（θ）を生成する構成となっている。
【００２６】
３は情報伝達手段であり、エンコーダで検出した回転位置情報２３を制御装置へ伝達するものである。近年ではエンコーダ回転位置情報の高分解能化や省配線化に伴い、シリアル通信手段を利用して情報を伝えるのが一般的である。
【００２７】
以上がエンコーダの回転位置情報２３の生成から伝達手段までの一連の動作である。次に実施の形態１におけるエンコーダの補正回路の異常を検出する補正回路異常検出部４について説明する。
【００２８】
補正回路異常検出部４は、２乗和演算器５と、異常信号メモリ６と、異常判定器７で構成されている。
【００２９】
２乗和演算器５は、補正後ＳＩＮ信号２２Ａと補正後ＣＯＳ信号２２Ｂを、それぞれを２乗した後に加算して２乗和信号２５を生成する。補正後ＳＩＮ信号２２Ａと補正後ＣＯＳ信号２２Ｂは補正回路１で理想的な９０度位相差の正弦波信号に補正されているため、２乗和信号２５は図２に示すように一定値となる。
【００３０】
異常信号メモリ６は、補正後ＳＩＮ信号２２Ａと補正後ＣＯＳ信号２２Ｂの理想値からずれた場合に異常と判定するためのしきい値として、異常信号しきい値２６を記憶するものである。異常信号しきい値２６の設定は回転位置情報２３の許容誤差から逆算して、補正後ＳＩＮ信号２２Ａと補正後ＣＯＳ信号２２Ｂの許容誤差の範囲を算出し、その結果を異常信号しきい値２６として異常信号メモリ６に記憶させる。異常信号メモリ６は、あらかじめＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶させ、電源投入時に不揮発性メモリから読み出し使用する。
【００３１】
異常判定器７は２乗和信号２５に異常がないかを判定するものであり、２乗和演算器５から生成された２乗和信号２５が異常信号しきい値２６で規定される範囲に収まっているかを判定し、２乗和信号２５が範囲外になった場合に補正回路異常信号２７を出力（例えばＬ→Ｈ）する。
【００３２】
前述の情報伝達手段３は、回転位置情報２３以外に異常判定器７で得られた補正回路異常信号２７もエンコーダ情報２４として制御装置へ伝達するように構成される。
【００３３】
以上がエンコーダの補正回路の異常検出部のブロック図の動作説明であり、次に異常が発生した場合の動作について、図２を用いて説明する。
【００３４】
図２において、センサ部１０からのＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂは正常に出力され、ｔ１のタイミング以降で補正回路１のＣＯＳ原信号２１Ｂを補正する回路が異常となり、ゼロに固定された状態を表している。この時に２乗和信号２５はｔ１までは理想値にあり、異常信号しきい値２６の範囲内に収まっているが、ｔ１以降は異常信号しきい値２６の範囲を超え、補正回路異常信号２７がＬ→Ｈとなり、補正回路１の異常を容易に検出することができる。
【００３５】
または、図２では２乗和信号２５が１度でも異常信号しきい値２６の範囲外となった場合に補正回路異常信号２７はＨとなる構成としているが、何回か連続して異常信号しきい値２６の範囲外となるか、あるいは異常回数の制限を決めて異常を判定する等のフィルタ処理を実施してもよい。
【００３６】
または、補正回路１はＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂの振幅や位相を検出しながら補正値を算出しているため、図２では補正回路１の異常を想定しているが、センサ部１０からのＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂの一方、または両方がｔ１以降に異常となった場合でも２乗和信号２５は異常信号しきい値２６の範囲外となるため、補正回路１だけでなく、原信号のＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂの異常も同時に検出することができる。
【００３７】
以上のような構成とすることで、補正回路１の異常判定を、センサ部を構成する部品や、正弦波信号を補正するための補正回路を追加する必要がないため、安価と小型を実現しながら容易に異常を検出することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図３と図４を用いて本発明の実施の形態２について説明する。図３は実施の形態２におけるエンコーダの補正回路の異常検出部のブロック図、図４はエンコーダの異常検出部の動作波形である。実施の形態１と異なるのは、補正回路異常検出部１３Ａを備えた点である。この動作について説明する。
【００３９】
図３において、補正回路異常検出部１３Ａは、２値化回路９、状態検出器１１、不一致判定器１２で構成されている。
【００４０】
２値化回路９は、正弦波信号のＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂ、および補正後ＳＩＮ信号２２Ａと補正後ＣＯＳ信号２２Ｂを、中心値を基準として図４に示すようにＨ／Ｌのデジタル信号に変換する回路であり、それぞれ補正前Ａ相信号３０Ａと補正前Ｂ相信号３０Ｂ、および補正後Ａ相信号３１Ａと補正後Ｂ相信号３１Ｂを生成する。
【００４１】
状態検出器１１は、補正前Ａ相信号３０Ａと補正前Ｂ相信号３０ＢのＨ／Ｌの組み合わせから２進数で表わされる（００）、（０１）、（１１）、（１０）の４つの領域に分割し、それぞれの領域を図４に示すように１０進数に変換して０、１、３、２で表わされる補正前ステート情報３２を生成する。補正後Ａ相信号３１Ａと補正後Ｂ相信号３１Ｂも同様にして、補正後ステート情報３３を生成する。
【００４２】
不一致判定器１２は、補正前ステート情報３２と補正後ステート情報３３の一致／不一致を判定し、両信号が一致している場合はステート異常信号３４をＬに、一致していない場合はステート異常信号３４をＨとする。
【００４３】
以上が補正回路異常検出部１３Ａの動作であり、次に異常が発生した場合の動作について、図４を用いて説明する。
【００４４】
図４において、センサ部１０からのＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂは正常に出力され、ｔ１のタイミング以降で補正回路１のＣＯＳ原信号２１Ｂを補正する回路が異常となり、符号を表す箇所が異常となって反転して演算した状態を表している。この時に２乗和信号２５は絶対値演算であるため、ｔ１以降も理想値になる。ここで、補正後ＣＯＳ信号２２Ｂを２値化回路９で２値化した補正後Ｂ相信号３１Ｂは図４のようになり、補正前Ｂ相信号３０Ｂとは反転した値を示す。従ってｔ１以降は、補正前ステート情報３２と補正後ステート情報３３は一致しなくなり、ステート異常信号３４はＨとなり、補正回路１の故障によって符号を反転して演算してしまう場合でも異常を検出することができる。
【００４５】
ステート異常信号３４は、実施の形態１と同様にエンコーダ情報２４として制御装置へ伝達するように構成される。
【００４６】
以上のような構成とすることで、補正前の２つの正弦波信号と、補正された後の２つの正弦波信号をそれぞれ２値化した信号で表わされる状態の不一致によって異常を判定することができるため、補正回路の正負の演算処理の異常を検出できる。
【００４７】
なお、不一致判定器１２は一度の不一致で異常を判定しているが、複数回の不一致を検出した場合にのみ異常と判定することで、ノイズの影響を受けにくい構成とすることができる。
【００４８】
（実施の形態３）
図５と図６を用いて本発明の実施の形態３について説明する。図５は実施の形態３におけるエンコーダの補正回路の異常検出部のブロック図、図６はエンコーダの異常検出部の動作波形であり、実施の形態１と異なるのは、補正回路異常検出部１３Ｂを備えた点であり、この動作について説明する。
【００４９】
図５において、補正回路異常検出部１３Ｂは、２値化回路９、Ｈ／Ｌ検出器１４、パルス生成器１６、不一致判定器１２Ｂで構成されている。
【００５０】
２値化回路９は、正弦波信号のＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂ、および補正後ＳＩＮ信号２２Ａと補正後ＣＯＳ信号２２Ｂを、中心値を基準として図４に示すようにＨ／Ｌのデジタル信号に変換する回路であり、それぞれ補正前Ａ相信号３０Ａと補正前Ｂ相信号３０Ｂ、および補正後Ａ相信号３１Ａと補正後Ｂ相信号３１Ｂを生成する。
【００５１】
パルス生成器１６は、補正前Ａ相信号３０Ａと補正前Ｂ相信号３０Ｂの信号の変化を検出するものであり、それぞれの信号に変化が発生すると図６に示すようにパルス状の信号となるＡ相パルス信号３８ＡとＢ相パルス信号３８Ｂを生成する。
【００５２】
Ｈ／Ｌ検出器１４は、補正前Ａ相信号３０Ａと補正前Ｂ相信号３０Ｂ、および補正後Ａ相信号３１Ａと補正後Ｂ相信号３１Ｂが“Ｈ”であるか、または“Ｌ”であるかを検出するものである。Ｈ／Ｌ検出器１４に入力されるＡ相パルス信号３８ＡとＢ相パルス信号３８Ｂは“Ｈ”と“Ｌ”の検出するタイミングを決めるものである。Ａ相パルス信号３８ＡがＨのパルスの場合、補正前Ｂ相信号３０Ｂと補正後Ｂ相信号３１Ｂの信号の検出を行い、例えば、図６のａ点では補正前Ｂ相信号３０Ｂは“Ｌ”であるので補正前Ｈ／Ｌ情報３５は“Ｌ”となり、補正後Ｂ相信号３１Ｂは“Ｌ”であるので補正後Ｈ／Ｌ情報３６は“Ｌ”となる。図６のｂ点では補正前Ａ相信号３０Ａは“Ｌ”であるので補正前Ｈ／Ｌ情報
３５は“Ｌ”となり、補正後Ａ相信号３１Ａは“Ｌ”であるので補正後Ｈ／Ｌ情報３６は“Ｌ”となる。図６のｃ点では補正前Ｂ相信号３０Ｂは“Ｈ”であるので補正前Ｈ／Ｌ情報３５は“Ｈ”となり、補正後Ｂ相信号３１Ｂは“Ｈ”であるので補正後Ｈ／Ｌ情報３６は“Ｈ”となる。図６のｄ点では補正前Ａ相信号３０Ａは“Ｈ”であるので補正前Ｈ／Ｌ情報３５は“Ｈ”となり、補正後Ａ相信号３１Ａは“Ｈ”であるので補正後Ｈ／Ｌ情報３６は“Ｈ”となる。
【００５３】
不一致判定器１２Ｂは、補正前Ｈ／Ｌ情報３５と補正後Ｈ／Ｌ情報３６の一致／不一致を判定するものであり、例えば異常の場合を“Ｈ”とすると、一致した場合は“Ｌ”を出力し、不一致の場合は“Ｈ”としてＨ／Ｌ異常信号３７を出力する。
【００５４】
以上が補正回路異常検出部１３Ａの動作であり、次に異常が発生した場合の動作について、図６を用いて説明する。
【００５５】
図４において、センサ部１０からのＳＩＮ原信号２１ＡとＣＯＳ原信号２１Ｂは正常に出力され、ｔ１のタイミング以降で補正回路１のＣＯＳ原信号２１Ｂを補正する回路が異常となり、符号を表す箇所が異常となって反転して演算した状態を表している。この時に２乗和信号２５は絶対値演算であるため、ｔ１以降も理想値になる。ここで、補正後ＣＯＳ信号２２Ｂを２値化回路９で２値化した補正後Ｂ相信号３１Ｂは図６のようになり、補正前Ｂ相信号３０Ｂとは反転した値を示す。次にＨ／Ｌ検出器１４が検出した補正前Ａ相信号３０Ａと補正前Ｂ相信号３０Ｂ、および補正後Ａ相信号３１Ａと補正後Ｂ相信号３１Ｂは、ｔ１のタイミング以降で補正後Ｂ相信号３１Ｂが反転したため、図６のｅ点で補正前Ｂ相信号３０Ｂは“Ｌ”、補正後Ｂ相信号３１Ｂは“Ｈ”であるため、補正前Ｈ／Ｌ情報３５は“Ｌ”、補正後Ｈ／Ｌ情報３６は“Ｈ”となる。従って不一致判定器１２Ｂはステート異常信号３４として“Ｈ”を出力し、補正回路１の故障によって符号を反転して演算してしまう場合でも異常を検出することができる。
【００５６】
ステート異常信号３４は、実施の形態１と同様にエンコーダ情報２４として制御装置へ伝達するように構成される。
【００５７】
以上のような構成とすることで、補正前の２つの正弦波信号と、補正された後の２つの正弦波信号をそれぞれ２値化した信号を用いて、補正前の２値化信号のタイミングで信号の異常を判定するため、タイミングのずれに影響されることなく補正回路の正負の演算処理の異常を検出できる。
【００５８】
なお、不一致判定器１２Ｂは一度の不一致で異常を判定しているが、複数回の不一致を検出した場合にのみ異常と判定することで、ノイズの影響を受けにくい構成とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のエンコーダは、９０度位相差の２つの正弦波信号のずれを補正回路によって正弦波信号を補正し、精度良く回転位置を検出するものであり、補正回路に異常が生じた場合に容易な方法で異常を検出することができるため、高精度の位置決め制御が必要な産業用サーボモータの保護装置として特に有効である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１Ｂ  補正回路
２、２Ｂ  回転位置演算器
３  情報伝達手段
４  補正回路異常検出部
５  ２乗和演算器
６  異常信号メモリ
７  異常判定器
９  ２値化回路
１０  センサ部
１１  状態検出器
１２、１２Ｂ  不一致判定器
１３Ａ、１３Ｂ  補正回路異常検出部
１４  Ｈ／Ｌ検出器
１６  パルス生成器
２１Ａ、４１Ａ  ＳＩＮ原信号
２１Ｂ、４１Ｂ  ＣＯＳ原信号
２２Ａ、４２Ａ  補正後ＳＩＮ信号
２２Ｂ、４２Ｂ  補正後ＣＯＳ信号
２３、４３  回転位置情報
２４  エンコーダ情報
２５  ２乗和信号
２６  異常信号しきい値
２７  補正回路異常信号
３０Ａ  補正前Ａ相信号
３０Ｂ  補正前Ｂ相信号
３１Ａ  補正後Ａ相信号
３１Ｂ  補正後Ｂ相信号
３２  補正前ステート情報
３３  補正後ステート情報
３４  ステート異常信号
３５  補正前Ｈ／Ｌ情報
３６  補正後Ｈ／Ｌ情報
３７  Ｈ／Ｌ異常信号
３８Ａ  Ａ相パルス信号
３８Ｂ  Ｂ相パルス信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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