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JPH0338604B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0338604B2
JPH0338604B2 JP55152435A JP15243580A JPH0338604B2 JP H0338604 B2 JPH0338604 B2 JP H0338604B2 JP 55152435 A JP55152435 A JP 55152435A JP 15243580 A JP15243580 A JP 15243580A JP H0338604 B2 JPH0338604 B2 JP H0338604B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
motor
error
chz
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP55152435A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5775310A (en
Inventor
Yoshinori Nakanishi
Etsuji Oda
Norihiro Kabei
Koji Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP15243580A priority Critical patent/JPS5775310A/en
Publication of JPS5775310A publication Critical patent/JPS5775310A/en
Publication of JPH0338604B2 publication Critical patent/JPH0338604B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数値制御工作機械の位置検出装置に係
り、特にインクリメンタルシヤフトエンコーダを
位置検出用に用いる方式において前記エンコーダ
からのパルスを計数する位置計数器と前記エンコ
ーダのシヤフトに結合される駆動モータ軸の回転
角位置との不一致を検出する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a position detection device for a numerically controlled machine tool, and particularly to a position counter that counts pulses from the encoder in a system using an incremental shaft encoder for position detection, and a shaft of the encoder. The present invention relates to a device for detecting a discrepancy in the rotational angular position of a coupled drive motor shaft.

従来、駆動モータの回転軸にインクリメンタル
シヤフトエンコーダを取り付けて位置検出を行う
数値制御装置おいては、エンコーダからのパルス
を計数する可逆カウンタの計数値と駆動モータの
回転角位置の不一致を検出するに際し、シヤフト
エンコーダを2個使用することにより、あるいは
一つのシヤフトエンコーダに位置検出用の短い間
隔のパルスと、位置誤差検出用の長い間隔のパル
スを発生させるようにすることにより、あらかじ
め位置誤差検出用のパルスが発生する位置に対応
したカウント値をメモリー内に記憶させておき位
置誤差検出用のパルスが発生した時点における可
逆カウンターのカウント値とメモリーに記憶した
値とを比較することにより行われていた。
Conventionally, in numerical control devices that detect position by attaching an incremental shaft encoder to the rotating shaft of the drive motor, when detecting a discrepancy between the count value of a reversible counter that counts pulses from the encoder and the rotational angular position of the drive motor, , by using two shaft encoders, or by having one shaft encoder generate short interval pulses for position detection and long interval pulses for position error detection. This is done by storing a count value corresponding to the position where the pulse is generated in memory and comparing the count value of the reversible counter at the time when the pulse for position error detection occurs with the value stored in the memory. Ta.

従来の方法においては位置誤差検出用のパルス
が正確に発生し、可逆カウンターのみにカウント
ミスあるいは位置検出用のパルスのみに発生ミス
がある場合には有効であるが、位置誤差検出用の
パルスに発生ミスがある場合には位置誤差検出用
のパルス間隔が大きいために発見が遅れ大きな事
故の発生の原因になる等の問題があつた。
In the conventional method, the pulse for position error detection is generated accurately, and it is effective when only the reversible counter has a counting error or only the pulse for position detection has a generation error. If there is an error, the pulse interval for position error detection is long, causing a delay in detection and causing a major accident.

本発明は上述の問題を解決する為に成されたも
のであり、本発明はエンコーダからの位置検出パ
ルスを計数する計数器を予め駆動モータの回転に
伴つて1回転毎にエンコーダから発生する回転信
号でクリアしておいて、回転中は数値制御装置か
ら位置誤差検出指令信号が入力されている間、前
記回転信号と計数器の内容がゼロであるとき発生
するカウント値ゼロ信号との2つの信号がが同時
に発生しているか否かを調べ2つの信号のうち一
方のみが発生しているとき計数器の内容と駆動モ
ータの回動位置が不一致であると判定し位置誤差
検出信号を出力するようにするものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and the present invention has a counter that counts the position detection pulses from the encoder. During rotation, while the position error detection command signal is input from the numerical control device, two signals are generated: the rotation signal and the count value zero signal that is generated when the content of the counter is zero. It checks whether the signals are generated at the same time and if only one of the two signals is generated, it is determined that the contents of the counter and the rotational position of the drive motor do not match, and a position error detection signal is output. It is intended to do so.

以下図面により実施例を説明する。第1図にお
いて11は駆動モータ、12は同モータ11の出
力軸に結合されたインクリメンタルシヤフトエン
コーダであつてa相、b相、Z相の各チヤンネル
信号CHA,CHB,CHZが発生する。信号CHA,
CHBは互いに90゜位相差を有しておりモータ11
の回転方向を判別することができる。信号CHZ
はエンコーダ12の1回転毎に発せられる1回転
信号である。
Examples will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 11 is a drive motor, and 12 is an incremental shaft encoder connected to the output shaft of the motor 11, which generates a-phase, b-phase, and Z-phase channel signals CHA, CHB, and CHZ. Signal CHA,
CHB has a phase difference of 90° with respect to motor 11.
The direction of rotation can be determined. Signal CHZ
is a one-rotation signal generated every one rotation of the encoder 12.

13はゲートであつてクロツク信号CPが入力
されており同ゲート13出力である各チヤンネル
信号CHA・SY,CHB・SYはクロツクCPに同期
した信号を示す。
Reference numeral 13 denotes a gate to which the clock signal CP is input, and the channel signals CHA, SY, CHB, and SY output from the gate 13 are signals synchronized with the clock CP.

14はチヤンネル信号CHA・SY,CHB・
SY,CHZにより入力されており、数値制御装置
本体部の計算機側から与えられる初期値化信号
Siniに応答してクリア信号CLを発する。
14 is the channel signal CHA・SY, CHB・
Initialization signal inputted by SY, CHZ and given from the computer side of the numerical control device main body
A clear signal CL is issued in response to Sini.

15はアツプダウンカウンタを含む計数部であ
つてチヤンネル信号CHA・SY,CHB・SY,
CHZにより入力されエンコーダ12の右回転の
とき計数値が増加し又左回転のときは減少する。
又回計数部15はクリア信号CLによつてゼロに
される。このゼロクリアされるときのモータ11
の回転角位置は位置データの原点となる。
15 is a counting section including an up-down counter, which receives channel signals CHA・SY, CHB・SY,
When the encoder 12 is rotated clockwise, the count value increases and when the encoder 12 is rotated counterclockwise, it decreases.
Further, the number of times counter 15 is set to zero by the clear signal CL. Motor 11 when this zero is cleared
The rotation angle position of is the origin of the position data.

16はn倍精度カウンタであつて本実施例の場
合n=4であつてチヤンネル信号CHA・SY,
CHB・SY,CHZにより入力されており4倍に精
度を上げるためカウンタ16では2ビツトデータ
として形成されるようになつている。
16 is an n double precision counter, where n=4 in this embodiment, and channel signals CHA・SY,
CHB, SY, and CHZ are input, and in order to quadruple the accuracy, the counter 16 forms 2-bit data.

17は誤差検出部であつてチヤンネル信号
CHA・SY,CHB・SY,CHZおよび計数部15
のカウントゼロ信号gにより入力されチヤンネル
信号CHZが与えられたとき信号gが発せられれ
ばエラー信号ERRORはないがCHZとgのうちど
ちらか一方のみが与えられたときエラー信号
ERRORをNC装置の計数機側に与える。信号Sch
はこのチエツク機能を働かせるよう計算機側から
与えられるようになつている。
17 is an error detection section which receives a channel signal.
CHA・SY, CHB・SY, CHZ and counting section 15
When the count zero signal g is input and the channel signal CHZ is given, if the signal g is issued, there is no error signal ERROR, but if only one of CHZ and g is given, an error signal is generated.
Give ERROR to the counting machine side of the NC device. Signal Sch
is given by the computer to activate this check function.

第2図はブロツク図で示した第1図の概念を具
体化した回路図である。同図で21は各チヤンネ
ル信号CHA,CHB,CHZ(図ではCHA−H,
CHB−H,CHZ−Hに対応している)をフオト
カプラPC1,PC2,PC3を介して耐ノイズ性、
電源の絶縁等を行う変換回路であつて、各フオト
カプラーPC1,PC2,PC3の出力はシユミツ
トトリガ付インバータT1,T2,T3に入力さ
れている。
FIG. 2 is a circuit diagram embodying the concept of FIG. 1 shown in a block diagram. In the figure, 21 indicates each channel signal CHA, CHB, CHZ (in the figure, CHA-H,
Compatible with CHB-H, CHZ-H) through photocouplers PC1, PC2, PC3 to provide noise resistance.
It is a conversion circuit for insulating the power supply, and the output of each photocoupler PC1, PC2, PC3 is inputted to inverters T1, T2, T3 with Schmitt triggers.

13は第1図に示したゲートであつてフリツプ
フロツプFFAとFFB1を有しクロツク信号CPが
入力されている。T4,T5はインバータであ
る。チヤンネル信号CHA,CHBのクロツクCP
と同期した信号CHA・SY,CHB・SYはFFA,
FFB1のQ端子から与えられる。
Reference numeral 13 denotes the gate shown in FIG. 1, which has flip-flops FFA and FFB1 and receives a clock signal CP. T4 and T5 are inverters. Clock CP of channel signals CHA, CHB
Signals CHA・SY, CHB・SY synchronized with FFA,
It is given from the Q terminal of FFB1.

フリツプフロツプFFB2、NANDゲート22,
23並びに排他的論理和ゲート24はタイミング
をコントロールするための信号を作る回路を構成
している部分であり、フリツプフロツプFFB2
はFFB1のQ出力がJ端子へ入力されており
FFB2の出力がそのK端子へ入力されており
FFB1の出力と1クロツク分遅れた出力値を与
える。NANDゲート22はFFAの出力とFFB
2のQ出力とを入力としておりその出力信号aは
アツプダウン計数部15を構成しているカウンン
タCNT1,CNT2,CNT3のDN端子にそれぞ
れ入力接続されておりa=1のとき減算が可能で
a=0では加算が可能となる。
Flip-flop FFB2, NAND gate 22,
23 and exclusive OR gate 24 constitute a circuit that generates a signal for controlling timing, and flip-flop FFB2
The Q output of FFB1 is input to the J terminal.
The output of FFB2 is input to its K terminal.
Gives an output value delayed by one clock from the output of FFB1. NAND gate 22 connects the output of FFA and FFB
The output signal a is input to the DN terminals of counters CNT1, CNT2, and CNT3 that constitute the up-down counter 15, and subtraction is possible when a=1. At 0, addition is possible.

さらにNANDゲート23はFFAの出力と排
他的論理和ゲート24の出力とにより入力されそ
の出力信号bは前述したカウンタCNT1,CNT
2,CNT3の各端子に入力接続され各カウン
トを計数可能状態にせしめチヤンネル信号CHA
あるいはCHBの1パルスに対して1を計数可能
とする。排他的論理和ゲート24にはFFB1の
Q出力とFFB2の出力とがそれぞれ入力され
ておりその出力信号Cは前記ゲート23の他に
NANDゲート25およびフリツプフロツプFFZ
のJ入力を形成するANDゲート29に入力され
ている。
Furthermore, the NAND gate 23 is inputted with the output of the FFA and the output of the exclusive OR gate 24, and its output signal b is sent to the counters CNT1 and CNT described above.
2. Channel signal CHA which is input connected to each terminal of CNT3 and makes each count ready for counting.
Alternatively, it is possible to count 1 for 1 pulse of CHB. The Q output of FFB1 and the output of FFB2 are respectively input to the exclusive OR gate 24, and its output signal C is also input to the exclusive OR gate 24.
NAND gate 25 and flip-flop FFZ
is input to an AND gate 29 forming the J input of.

NANDゲート25は第1図のゼロローダを構
成する回路であり、NANDゲート25には信号
CとFFAのQ出力と信号CHZおよび排他的論理
和ゲート27の出力信号dとがそれぞれ入力され
ており、その出力信号eは前述した各カウンタ
CNT1〜CNT3の端子に入力接続され同信
号e=0が与えられるとそのとき各カウンタの
A,B,C,D端子に与えられている論理値が出
力側端子QA,QB,QC,QDにロードされる。
同図では各カウンタのA,B,C,D端子はLG
すなわち0にされているので、出力QA,QB,
QC,QDはすべて0にセツトされることになる。
The NAND gate 25 is a circuit that constitutes the zero loader shown in FIG. 1, and the signal C, the Q output of the FFA, the signal CHZ, and the output signal d of the exclusive OR gate 27 are input to the NAND gate 25, respectively. The output signal e is output from each counter mentioned above.
When the input is connected to the terminals of CNT1 to CNT3 and the same signal e=0 is given, the logical values given to the A, B, C, and D terminals of each counter are output to the output terminals QA, QB, QC, and QD. loaded.
In the figure, the A, B, C, and D terminals of each counter are LG
In other words, since it is set to 0, the output QA, QB,
QC and QD will all be set to 0.

排他的論理和ゲート26は第1図のn倍精度カ
ウンタを構成するための回路であり、排他的論理
和ゲート26にはFFAのQ出力(CHA・SY)と
FFB2のQ出力とが入力されその出力信号fは
バツフアレジスタ31を構成しているレジスタR
1の最下位ビツト端子へ入力されており、アツプ
ダウン計数部15のさらに下位ビツトをグレイコ
ード化したチヤンネル信号CHA,CHBをバイナ
リー変換したものと等価となるのでn=4すなわ
ち4倍精度のカウンタが実現されている。
The exclusive OR gate 26 is a circuit for configuring the n double precision counter shown in FIG.
The Q output of FFB2 is input, and its output signal f is transmitted to the register R that constitutes the buffer register 31.
It is input to the lowest bit terminal of 1, and is equivalent to the binary conversion of the channel signals CHA and CHB in which the lower bits of the up-down counter 15 are gray coded. Therefore, n = 4, that is, a quadruple precision counter. It has been realized.

さらに排他的論理和ゲート27にはNC装置の
計算機から与えられるチエツク信号Sch(第1図
参照)および論理値1を示すP5(+5Volt)が入
力されその出力信号dは初期化指令信号eを作る
のに使用される、信号dに関して第1図では信号
SchとSiniは別個の信号として表されているが第
2図ではSch=Sini、Sini=dとされている。す
なわち第2図で初期化を行わないときには常に位
置誤差の検出が行われるようになつている。
Furthermore, the check signal Sch (see Figure 1) given from the computer of the NC device and P5 (+5 Volt) indicating a logical value of 1 are input to the exclusive OR gate 27, and its output signal d creates the initialization command signal e. In Fig. 1, the signal d is used for the signal d.
Although Sch and Sini are represented as separate signals, Sch=Sini and Sini=d in FIG. That is, when initialization is not performed in FIG. 2, position error detection is always performed.

インバータT6と排他的論理和ゲート28はカ
ウン値ゼロ信号gと回転信号CHZが同時に発生
しているときあるいは両方ともに発生していない
とき正常であることを表し、信号gと信号CHZ
のいずれか一方のみが発生したとき異常状態であ
ることを表すための信号hを作り誤差検出部17
に入力するための回路である。
The inverter T6 and the exclusive OR gate 28 are normal when the count value zero signal g and the rotation signal CHZ are generated simultaneously or when both are not generated.
The error detection unit 17 generates a signal h to indicate an abnormal state when only one of the above occurs.
This is a circuit for inputting.

FFZとANDゲート29からなる回路17は第
1図に示す誤差検出部に対応しておりチエツク信
号SchがFFZのクリア端子に入力されておりSch
=0のときANDゲート29の出力=1となると
次のクロツクCPによつてQ=1となつたときに
はERROR信号をNCの計算機側へ与えるように
なつている。
A circuit 17 consisting of FFZ and an AND gate 29 corresponds to the error detection section shown in FIG. 1, and a check signal Sch is input to the clear terminal of FFZ.
When Q = 0, the output of the AND gate 29 becomes 1, and when Q = 1 by the next clock CP, an ERROR signal is given to the NC computer side.

前述したNANDゲート30には各カウンタ
CNT1〜CNT3の出力端子MAXからの信号
MAXが入力されており各MAX出力=1のとき
NANDが成立して出力信号gをゲート28へ与
えるようになつている。尚このMAX端子からは
カウンタの出力QA,QB,QC,QDがすべて0
となつたとき論理値1である信号MAX=1がそ
うでない場合には論理値0である信号MAX=0
が出力される。従つてNANDゲート30は各カ
ウンタがすべて0となつたときパルス信号gを与
える。
The NAND gate 30 mentioned above has each counter.
Signal from output terminal MAX of CNT1 to CNT3
When MAX is input and each MAX output = 1
When NAND is established, the output signal g is applied to the gate 28. Note that the counter outputs QA, QB, QC, and QD are all 0 from this MAX terminal.
When , the signal MAX=1 has a logic value of 1; otherwise, the signal MAX=0 has a logic value of 0.
is output. Therefore, the NAND gate 30 provides a pulse signal g when each counter becomes 0.

アツプダウン計数部15の今までに述べられて
いない信号端子の接続について、 端子CLKとRIPLに関しては、ここに示されて
いるカウンタCNT1,CNT2,CNT3は同一
の物であり、これらのカウンタは単体ではクロツ
ク端子CLK端子に入力されるクロツパルスCPに
同期して動作する4ビツトのバイナリーカウント
のアツプダウンカウンタであるが、2個以上の複
数個のこのカウンタを用いさらに下位設定のカウ
ンタのリツプルクロツク端子RIPLと上位設定の
カウンタのクロツク端子CLKをそれぞれ接続す
ることにより(最上位のカウンタCNT3のリツ
プルクロツク端子RIPLは接続がNCすなわちNo
−Connection(無接続)とする。)4の整数倍の
ビツトバイナリーカウント、図ではこのカウンタ
は3個用いられているので4×3=12ビツトのバ
イナリーカウントのアツプダウンカウンタを実現
する。
Regarding the connections of the signal terminals of the up-down counter 15 that have not been mentioned so far, regarding the terminals CLK and RIPL, the counters CNT1, CNT2, and CNT3 shown here are the same, and these counters cannot be used alone. This is a 4-bit binary up-down counter that operates in synchronization with the clock pulse CP that is input to the clock terminal CLK terminal, but by using two or more of these counters, it is possible to use the ripple clock terminal RIPL of the lower setting counter. By connecting the clock terminals CLK of the uppermost counters (the ripple clock terminal RIPL of the uppermost counter CNT3 is connected to NC, that is, No.
−Connection (no connection). ) A bit binary count that is an integer multiple of 4. In the figure, three of these counters are used, so an up-down counter with a binary count of 4×3=12 bits is realized.

カウンタCNT3のQD出力端子をLGに接続す
ることに関しては、 本実施例におけるインクリメンタルシヤフトエ
ンコーダ12はそのパルス発生数が2048パルス/
回転すなわち2048=211であるのでバイナリーカ
ウントのアツプダウンカウンターのビツト数は11
ということになる。したがつて2048カウト毎にゼ
ロ出力を行うには11ビツトのバイナリーカウント
のアツプダウンカウンターであつて、この11ビツ
トのバイナリーカウントのアツプダウンの出力端
子の論理値が全て0の場合にのみ論理値1を出力
するという機能が必要となる。この機能を満足さ
せるには図のように最上位すなわち第12ビツトの
出力端子、すなわちはカウンタCNT3の最上位
ビツト出力端子QDの論理値が常に0となるよう
にLG(GND、論理値が0)に接続される。
Regarding connecting the QD output terminal of counter CNT3 to LG, the incremental shaft encoder 12 in this embodiment has a pulse generation number of 2048 pulses/
Since the rotation is 2048 = 2 11 , the number of bits in the binary count up/down counter is 11.
It turns out that. Therefore, in order to output zero every 2048 counts, it is necessary to use an 11-bit binary count up-down counter, and the logical value will be 1 only when the logical values of the up-down output terminals of this 11-bit binary count are all 0. A function is required to output . In order to satisfy this function, as shown in the figure, the output terminal of the most significant bit, that is, the output terminal of the 12th bit, that is, the most significant bit output terminal QD of the counter CNT3, must be connected to LG (GND, where the logical value is 0) so that the logic value of the output terminal QD is always 0. ).

バツフアレジスタ31との接続に関しては、カ
ウンタCNT1の最下位ビツト出力端子QAはレジ
スタR1の第3位ビツト端子1Dの入力信号とし
て出力されており、順次対応させてカウンター
CNT3の第2位ビツト出力端子QBはレジスタR
3の最上位ビツト端子2Dの入力信号として出力
されている。(バツフアレジスタ31の各レジス
タのデータ入力端子の名前は最下位ビツト端子が
3D、第2位ビツト端子が4D、第3位ビツト端子
が1D、最上位ビツト端子が2Dとなつている。)
31はアツプダウン計数部15で計数されたカウ
ント値をNC装置の計算機に取り込むために必要
とされるバツフアレジスタであつて3個のレジス
タR1,R2,R3から構成されている。各レジ
スタR1〜R3のCLK端子にはクロツクCPが入
力される。又 計算機側からは信号iが各R1〜R3に与えら
れるようになつており各カウンタCNT1〜CNT
3の出力および信号fとFFB2のQ出力とが前
記信号iによつてレジスタR1〜R3へとり込ま
れラツチされる。
Regarding the connection with the buffer register 31, the lowest bit output terminal QA of the counter CNT1 is output as an input signal to the third bit terminal 1D of the register R1, and the counter
The second bit output terminal QB of CNT3 is the register R.
It is output as an input signal to the most significant bit terminal 2D of No.3. (The names of the data input terminals of each register in the buffer register 31 are as follows:
3D, the second bit terminal is 4D, the third bit terminal is 1D, and the most significant bit terminal is 2D. )
Reference numeral 31 denotes a buffer register required for inputting the count value counted by the up-down counter 15 into the computer of the NC device, and is composed of three registers R1, R2, and R3. A clock CP is input to the CLK terminal of each register R1 to R3. Also, from the computer side, the signal i is given to each R1 to R3, and each counter CNT1 to CNT
The output of FFB3, the signal f, and the Q output of FFB2 are taken into registers R1 to R3 by the signal i and latched.

又計算機側からの信号jが各R1〜R3の,
N端子に入力されこの信号jによつてレジスタR
1〜R3の各端子出力2Q,1Q,4Q,3Qが
位置データとして計算機側にとり込まれるように
なつている。結局レジスタR1〜R3にはカウン
タCNT1〜CNT3からの10個のビツト信号の他
に最下位とその次のビツト信号としてそれぞれゲ
ート26の出力fとFFB2のQ出力とが入力さ
れ合計12ビツトからなる位置データを形成してい
ることになる。
Also, the signal j from the computer side is for each R1 to R3,
This signal j is input to the N terminal, and the register R
The terminal outputs 2Q, 1Q, 4Q, and 3Q of terminals 1 to R3 are taken into the computer side as position data. In the end, in addition to the 10 bit signals from the counters CNT1 to CNT3, the output f of the gate 26 and the Q output of the FFB2 are input as the lowest and next bit signals to the registers R1 to R3, making up a total of 12 bits. This forms position data.

計算機側へ与えられる位置データはその下位側
からout1,out2,…out12で示される。
The position data given to the computer side is indicated by out1, out2, ...out12 from the lowest level.

第3図は第2図の主な信号の相互関係を示すタ
イミングチヤートである。同図において、時刻t
1は第1指令信号(初期値化指令信号Sini=1)
に応答して回転信号CHZ(CHZ=1)に基づいて
ゼロローダ16から計数部15の各カウンタにゼ
ロがロードされる初期値化時の各信号の状態を表
すものであり、時刻t2,t3,t4は位置誤差
検出状態(Sch=1)においてERROR状態が検
出される時の各信号の状態を表すものであり、第
3図の右上部の時刻t2,t3,t4は正常な場
合の各信号の状態を示し、右下部のaにおける時
刻t2はカウンタ15の内容が正規のカウント値
よりも+1した状態が生じカウンタ15からカウ
ント値ゼロ信号(g=0)が発生されているにも
かかわらず回転信号CHZが発生しない(CHZ=
0のままである)のでERROR状態が検出される
ときの各信号(CHZ,g,h,ERROR)の状態
を表すものであり、bにおける時刻t3はカウン
タ15の内容が正規のカウント値よりも−1した
状態が生じ回転信号CHZ(CHZ=1)が発生され
ているにもかからずカウンタ15からカウント値
ゼロ信号が発生しない(g=1のままである)の
でERROR状態が検出されるときの各信号
(CHZ,g,h,ERROR)の状態を表すもので
あり、cにおける時刻t4は回転信号CHZが欠
落し、カウンタ15からカウント値ゼロ信号(g
=0)発生されているにもかかわらず回転信号
CHZが発生しない(CHZ=0のままである)の
でERROR状態が検出されるときの各信号の状態
を表すものである。
FIG. 3 is a timing chart showing the interrelationships of the main signals in FIG. In the figure, time t
1 is the first command signal (initialization command signal Sini = 1)
It represents the state of each signal at the time of initialization when zero is loaded from the zero loader 16 to each counter of the counting unit 15 based on the rotation signal CHZ (CHZ=1) in response to the rotation signal CHZ (CHZ=1), and it represents the state of each signal at time t2, t3, t4 represents the state of each signal when the ERROR state is detected in the position error detection state (Sch = 1), and times t2, t3, and t4 in the upper right corner of Fig. 3 represent each signal in the normal case. At time t2 at a in the lower right corner, the contents of the counter 15 are +1 higher than the normal count value, even though the counter 15 is generating a zero count signal (g=0). Rotation signal CHZ is not generated (CHZ=
This represents the state of each signal (CHZ, g, h, ERROR) when the ERROR state is detected.At time t3 at b, the contents of the counter 15 are higher than the normal count value. -1 state occurs, and even though the rotation signal CHZ (CHZ = 1) is generated, the count value zero signal is not generated from the counter 15 (g = 1), so an ERROR state is detected. It represents the state of each signal (CHZ, g, h, ERROR) at time t4 at c, the rotation signal CHZ is missing, and the count value zero signal (g
= 0) Rotation signal despite being generated
This represents the state of each signal when an ERROR state is detected because CHZ is not generated (CHZ remains at 0).

以上説明したように本発明においては計算機を
内蔵する数値制御装置からの指令信号Siniおよび
CHZによつて予じめ駆動モータの任意のある回
転角度位置に対してそこを回動の原点とするよう
アツプダウンカウンタ15をクリアせしめておい
て前記モータの回転中すなわちエンコーダの1回
転毎にカウンタの内容がゼロとなるとき与えられ
る信号gを用いて1回転検出信号CHZと共に存
在するか否かによりモータの回転とカウンタ15
の内容の不一致を検出するものであり、こうする
ことによつてエンコーダの1回転毎に不一致があ
ればこれを検出することができるものである。従
つて数値制御工作機械の送り駆動系に用いられる
送りモータと被駆動体との間で駆動中きわめて短
かい移動量においても誤差即ち不一致状態があれ
ばこれを検出できることになる。
As explained above, in the present invention, the command signals Sini and
By using CHZ, the up-down counter 15 is cleared in advance so that the rotation angle position is set at any given rotational angle position of the drive motor. Using the signal g given when the contents of the counter becomes zero, the motor rotation and counter 15
By doing so, it is possible to detect any discrepancy in the contents of each rotation of the encoder. Therefore, it is possible to detect any error or mismatch between the feed motor used in the feed drive system of a numerically controlled machine tool and the driven body even during a very short movement distance during driving.

尚誤差検出信号ERRORの利用方法としては
様々な態様があるが計算機側においてモニタリン
グ用プログラムを予じめ用意しておいてERROR
信号の発生する度合いをチエツクしたり又
ERROR信号が発生したときのバツフアレジスタ
の値を監視して誤差の大きさをその都度チエツク
するとかを行うようにしてエンコーダのCHA,
CHBか機械の駆動に伴う振動などによつて余計
にあるいは間引かれるなどの現象をチエツクする
こともできる。
There are various ways to use the error detection signal ERROR, but a monitoring program must be prepared in advance on the computer side.
Check the degree of signal generation or
By monitoring the value of the buffer register when an ERROR signal is generated and checking the size of the error each time,
It is also possible to check for phenomena such as unnecessary or thinning due to vibrations associated with CHB or machine drive.

尚チヤンネルCHZがCHA,CHBに比し安定し
て駆動中与えられる点を考慮するならば機械的振
動とか電気的ノイズによるCHA,CHBの増減変
化によつてERROR信号が与えられた場合、計算
機側からレジスタR1〜R3あるいはカウンタ
CNT1〜CNT3を強制的にクリアせしめるよう
指令を与えるようにすれば実際的である。
Considering that the channel CHZ is given more stably during driving than CHA and CHB, if an ERROR signal is given due to an increase or decrease in CHA or CHB due to mechanical vibration or electrical noise, the computer side from registers R1 to R3 or counter
It is practical to give a command to forcefully clear CNT1 to CNT3.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による検出装置のブロツク図、
第2図は第1図の要部を具体化した回路図、第3
図はカウントアツプ状態での第2図回路中の主な
信号の相互関係を示すタイムチヤートである。 11……モータ、12……エンコーダ、13…
…ゲート、14……ゼロローダ、15……アツプ
ダウン計数部、16……n倍精度カウンタ、17
……誤差検出部。
FIG. 1 is a block diagram of a detection device according to the present invention;
Figure 2 is a circuit diagram embodying the main parts of Figure 1;
The figure is a time chart showing the interrelationships of the main signals in the circuit of FIG. 2 in the count-up state. 11...Motor, 12...Encoder, 13...
...gate, 14...zero loader, 15...up-down counter, 16...n double precision counter, 17
...Error detection section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 軸移動の駆動源としてモータを用い、前記モ
ータの回動位置の位置検出器として前記モータに
連接され1回転当りN個の位置検出パルス
(CHA)と前記位置検出パルス(CHA)と90゜の
位相差を持つ1回転当りN個の位置検出パルス
(CHB)と1回転当り1個の回転信号のパルス
(CHZ)を出力するインクリメンタルシヤフトエ
ンコーダを用いる数値制御工作機械の位置検出装
置において、 前記エンコーダからの位置検出パルス(CHA,
CHB)より得られる信号を用いて前記位置検出
パルスを計数し初期値化信号により計数内容の初
期値化をおこない計数内容がゼロの時カウント値
ゼロ信号を発生するN進のアツプダウン計数器
と、 初期値化のため数値制御装置からの第1指令信
号(初期値化指令信号Sini)に応答して前記エン
コーダから1回転毎に与えられる回転信号
(CHZ)に基づき前記N進のアツプダウン計数器
を初期値化せしめる信号を与えるゼロローダと、 前記数値制御装置からの誤差検出動作をさせる
ための第2指令信号(エラーチエツク指令信号
Sch)が入力されている間だ前記回転信号
(CHZ)と前記N進のアツプダウン計数器の内容
がゼロの時発生するカウント値ゼロ信号が同時に
発生しているか否かを調べ2つの信号のうちどち
らか一方のみが発生しているとき前記N進のアツ
プダウン計数器の内容と前記エンコーダを回動せ
しめる前記モータの回動位置との不一致が検出さ
れたとして位置誤差検出信号(不一致信号
ERROR)を出力する誤差検出部と、 を有することを特徴とした数値制御工作機械の位
置誤差検出装置。
[Claims] A motor is used as a drive source for one-axis movement, and a motor is connected to the motor as a position detector for the rotational position of the motor, and N position detection pulses (CHA) per rotation and the position detection pulse are connected to the motor as a position detector for the rotational position of the motor. A numerically controlled machine tool that uses an incremental shaft encoder that outputs N position detection pulses (CHB) per revolution with a phase difference of 90° from (CHA) and one rotation signal pulse (CHZ) per revolution. In the position detection device, position detection pulses (CHA,
an N-ary up-down counter that counts the position detection pulses using a signal obtained from a CHB), initializes the count contents using an initialization signal, and generates a count value zero signal when the count contents are zero; In response to a first command signal (initialization command signal Sini) from the numerical control device for initialization, the N-ary up-down counter is operated based on a rotation signal (CHZ) given from the encoder every rotation. A zero loader that provides a signal to initialize the value, and a second command signal (error check command signal) for performing an error detection operation from the numerical control device.
While the rotation signal (CHZ) and the count value zero signal that occurs when the contents of the N-ary up-down counter are zero are being generated at the same time, it is checked whether or not the two signals are being generated. When only one of them occurs, it is assumed that a mismatch between the content of the N-ary up-down counter and the rotational position of the motor that rotates the encoder is detected, and a position error detection signal (mismatch signal) is detected.
A position error detection device for a numerically controlled machine tool, comprising: an error detection section that outputs an error (ERROR);
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JPS5775310A JPS5775310A (en) 1982-05-11
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JPS59106006A (en) * 1982-12-10 1984-06-19 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Incremental drive amount detection device
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JPS5932801B2 (en) * 1973-12-27 1984-08-11 (株) 大隈鉄工所 Numerical control method with adjustable position

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